Nat Commun:治療失明新策略!利用CRISPR阻止視網膜退化!
2020-11-27 生物谷圖片來自圖片來自Zhijian Wu和Anand Swaroop。
2017年3月16日/生物谷BIOON/---根據一項新的研究，在小鼠體內，沉默基因Nrl會阻止視網膜退行性疾病中的細胞丟失。這一發現可能導致人們開發出新的療法來阻止視網膜色素變性等人類疾病中的視力喪失。這項研究是由來自美國國家眼科研究所（NEI）的研究人員開展的。相關研究結果於2017年3月14日在線發表在
Nature Communications期刊上，論文標題為「Nrl knockdown by AAV-delivered CRISPR/Cas9 prevents retinal degeneration in mice」。NEI是美國國家衛生研究院（NIH）的一部分。
在眼球後的視網膜組織含有兩種類型的感光細胞：視杆細胞（能感受弱光）和視錐細胞（主司晝視覺，有色視覺）。它們能夠將光轉化為發送到大腦中的電信號。基因突變主要影響視杆細胞，導致夜盲症，如視網膜色素變性中觀察到的視力喪失。然而，鑑於視杆細胞也給視錐細胞提供至關重要的結構和營養支持，視杆細胞功能障礙或死亡能夠導致視錐細胞退化和失明。
在一系列研究中，NEI神經退化與修復實驗室主任Anand Swaroop博士和他的團隊想要知道拯救視杆細胞是否能夠阻止視錐細胞丟失，從而保留晝視覺（daylight vision）和色視覺（color vision）。
在發育期間，Nrl決定著視杆細胞前體細胞是變成視杆細胞或還是變成視錐細胞。在之前的研究中，Swaroop和同事們證實經基因改造缺乏Nrl基因的小鼠產生僅含有視錐細胞的視網膜。其他的科學家們證實如果在成年小鼠的視杆細胞中敲除Nrl基因，那麼這些視杆細胞雖然存在基因突變，但是會獲得類似於視錐細胞的特徵。
Swaroop說，「對我們而言，這一證據提示著通過敲除Nrl基因誘導視杆細胞變得更加類似於視錐細胞是一種壓制導致視杆細胞退化的基因突變的潛在策略。因此，附近的視錐細胞將保持功能性和活力。」
為了測試這種策略，這些研究人員採用了一種新的被稱作CRISPR的基因組編輯技術。CRISPR類似於一對分子剪刀，能夠經編程後精準地切割特定的DNA序列。
論文第一作者、NEI博士後研究員Wenhan Yu博士開發出一種將CRISPR用於視網膜感光細胞中的方法。他的策略利用腺相關病毒（AAV）作為載體，將CRISPR導入視網膜感光細胞中。Yu測試了這種基因組編輯工具：移除野生小鼠和三種不同的視網膜退化模式小鼠體內的Nrl基因。通過測量基因表達和研究這些視網膜感光細胞，這些研究人員證實正如預測中的一樣，視杆細胞變得更加類似於視錐細胞。儘管這些類似於視錐細胞的視杆細胞不能夠檢測光線，但是它們存活下來，改善它們附近的視錐細胞存活。
在這三種模式小鼠體內，這種療法會阻止或延緩視杆細胞退化，不過它實現的益處不如當在年老的小鼠體內開展這種療法時所實現的那麼大。重要的是，不論小鼠發生何種特定的基因缺陷，這種療法在這三種模式小鼠體內的益處是顯而易見的。
論文通信作者、NEI眼科基因療法中心主任Zhijian Wu博士解釋道，「不同於常見的基因療法：導入正常的基因替換存在缺陷的基因，這種方法可能能夠治療由多種突變基因導致的視網膜退化。」
在能夠在臨床試驗中測試這種療法之前，還需要開展更多的研究。迄今為止，還未確定CRISPR的安全性，而且還需了解關於它可能存在的副作用的信息。然而，這些發現為開發基於CRISPR治療視網膜退行性疾病的療法提供概念驗證。（生物谷 Bioon.com）
本文系生物谷原創編譯整理，歡迎轉載！點擊 獲取授權 。更多資訊請下載生物谷APP。原始出處：Wenhan Yu, Suddhasil Mookherjee, Vijender Chaitankar et al. Nrl knockdown by AAV-delivered CRISPR/Cas9 prevents retinal degeneration in mice. Nature Communications, Published online:14 March 2017, doi:10.1038/ncomms14716相關會議推薦
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