科學家首次利用CRISPR/Cas9技術成功糾正小鼠的凝血功能

2021-01-08 生物谷

圖片來源:medicalxpress.com

2016年12月1日 訊 /生物谷BIOON/ --CRISPR/Cas9,一把強大的基因魔剪,其在有效糾正引發疾病的突變上表現出了巨大潛力,近日,在聖地牙哥舉辦的第58屆美國血液學會年會和博覽會上,來自賓夕法尼亞大學的研究人員通過研究首次開發出了一種雙基因療法,其能夠將CRISPR/Cas9介導的基因靶向系統的關鍵組分運輸到小鼠機體中來治療B型血友病(Hemophilia B),這是一種第九因子缺乏症,該疾病通常是由於凝血蛋白缺失或缺陷引發。

在諸如血友病等很多單基因疾病中,不同的突變往往會分散在特殊的基因中,而並不是一種單一的佔優勢的突變,因此研究人員就需要開發出一種載體能夠用於攜帶任何突變的患者;本文研究是一項概念性的驗證研究,研究者利用了通用的CRISPR/Cas9基因靶向方法來用於治療大部分特殊疾病的患者,就比如B型血友病,據美國CDC數據顯示,血友病在活產嬰中的發生率為5000分之一,兒在美國目前大約有2萬名血友病患者。

醫學博士James M Wilson指出,基本上來講我們能夠治癒小鼠,為了證實這種新方法,研究者對血凝因子IX缺失的小鼠模型進行實驗,他們利用了兩種載體方法,第一種載體能夠表達肝臟特異性啟動子驅動的SaCas9基因,從而基因編輯工具就能夠安頓到肝臟中,肝臟是產生血凝因子IX的場所,而第二種載體與此前基於CRISPR的基因療法並不相同,其包含了一種RNA序列,該序列能夠特異性靶向作用IX基因和IX cDNA序列外顯子2的5『端區域,這就明顯增強了該方法的潛力和準確性。

研究者利用腺病毒相關載體將這些組分運輸到了小鼠的肝臟細胞中,這種策略是基於CRISPR介導的同源重組,能夠將人類的cDNA插入到小鼠基因組中的IX位點。研究者Wang說道,靶向性的插入就能夠在天然小鼠因子IX啟動子控制下引發嵌合活性因子IX蛋白的表達。在新生小鼠和成體敲除小鼠中增加注射的兩種載體的劑量就表明,穩定因子IX的活性能夠持續表達超過4個月,在載體療法8周後,新生小鼠和成體敲除小鼠亞群就會進行部分肝臟切除,而且其都會在沒有任何併發症的情況下存活,同時會繼續表達相同水平的IX因子。

最後研究者Wang表示,本文研究表明,利用CRISPR/Cas9技術就能夠實現有效治療B型血友病的小鼠模型,後期我們還將通過更為深入的研究來闡明其中所涉及的機制,當然該方法或有望進行人類機體臨床試驗。(生物谷Bioon.com)

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Scientists use CRISPR for first time to correct clotting in newborn and adult mice

CRISPR/Cas9, a powerful genome editing tool, is showing promise for efficient correction of disease-causing mutations. For the first time, researchers from the Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania have developed a dual gene therapy approach to deliver key components of a CRISPR/Cas9-mediated gene targeting system to mice to treat hemophilia B. This disorder is also called factor IX deficiency and is caused by a missing or defective clotting protein. Their research will be presented during the 58th Annual American Society of Hematology Meeting and Exposition in San Diego from December 3-6 (Abstract #1174).

Most single-gene diseases, such as hemophilia, are caused by different mutations scattered in a specific gene rather than a single predominant mutation, so the team needed to develop a vector that would be applicable for patients with any mutations. The study is a preclinical proof of concept using a universal CRISPR/Cas9 gene targeting approach that could be applied to majority of the patients with a specific disease, in this case hemophilia B. According to the Centers for Disease Control and Prevention, hemophilia in general occurs in approximately 1 in 5,000 live births and there are about 20,000 people with hemophilia in the United States.

"Basically, we cured the mice," said first author Lili Wang, PhD, a research associate professor in the Penn Gene Therapy Program (GTP). James M Wilson, MD, PhD, a professor of medicine and GTP director, is senior author on the study.......

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