Nat Commun:利用AAV9-CRISPR-Cas9基因編輯有望清除受感染細胞DNA...

2020-12-22 生物谷

2020年12月5日訊/

生物谷

BIOON/---猿猴免疫缺損病毒（SIV）是一種與人類免疫缺陷病毒（HIV）存在密切親緣關係的病毒。在一項新的研究中，來自美國天普大學劉易斯-卡茨醫學院和杜蘭大學等研究機構的研究人員在HIV研究方面邁出了重要一步：他們成功地從非人靈長類動物的基因組中剔除了SIV。這一突破使得他們比以往任何時候都更接近開發治癒人類HIV感染的方法。相關研究結果近期發表在Nature Communications期刊上，論文標題為「CRISPR based editing of SIV proviral DNA in ART treated non-human primates」。

體外靶向SIV前病毒DNA的CRISPR-Cas9構建體的構建、圖譜和驗證。Nature Communications, 2020, doi:10.1038/s41467-020-19821-7。

論文共同通訊作者、天普大學劉易斯-卡茨醫學院綜合神經愛滋病中心主任Kamel Khalili博士說，「我們首次發現，單次注射我們的由腺相關病毒（AAV）攜帶的CRISPR基因編輯構建體，可以從恆河猴的受感染細胞中剔除SIV基因組。」

論文共同通訊作者、天普大學劉易斯-卡茨醫學院神經科學系副教授Tricia H. Burdo博士是利用受到SIV感染的接受ART治療的恆河猴模型進行HIV發病機理和治癒研究的專家。

特別重要的是，這項新研究表明，Khalili博士團隊開發的CRISPR基因編輯構建體可以到達已知是SIV和HIV病毒庫的受感染細胞和組織。這些病毒庫是病毒整合到宿主DNA中並隱藏多年的細胞和組織，是治癒感染的主要障礙。儘管抗逆轉錄病毒藥物（ART）可抑制病毒複製並清除血液中的病毒，但是這些病毒庫中的SIV或HIV病毒是ART所不能達到的。一旦停止ART治療，病毒就會從它們的這些病毒庫中出現，並重新進行複製。

在非人靈長類動物中，SIV的行為很像HIV。Khalili博士解釋說，「Burdo博士實驗室研究的SIV感染恆河猴模型是重現人類HIV感染的理想大型動物模型。」

對於這項新的研究而言，這些研究人員首先設計了SIV特異性CRISPR-Cas9基因編輯構建體。針對細胞培養物的實驗證實，這種編輯工具在正確的位置從宿主細胞DNA中切割整合的SIV DNA，而且在非靶點進行潛在有害基因編輯的風險是有限的。隨後，他們將這種構建體包裝到腺相關病毒9（AAV9）

載體

中，並將AAV9病毒

載體

靜脈注射到SIV感染的恆河猴體內。

Burdo博士與杜蘭國家靈長類動物研究中心的同事們合作，隨機選擇了三隻受到SIV感染的恆河猴，讓它們各自接受一次AAV9-CRISPR-Cas9的注射，另一隻恆河猴作為對照。三周後，這些研究人員收集了它們的血液和組織樣本。分析表明，在接受AAV9-CRISPR-Cas9注射的恆河猴中，這種基因編輯構建體已經分布到廣泛的組織中，包括骨髓、淋巴結和脾臟，並且已經到達CD4+ T細胞，而CD4+ T細胞是一種重要的病毒庫。

此外，這些研究人員根據對接受治療的恆河猴組織的

遺傳

分析，證實SIV基因組從感染細胞中被有效地切割出來。論文第一作者Pietro Mancuso博士解釋說，「SIV DNA的逐步切除高效地發生在組織和血細胞中。」切除效率因組織而異，但在淋巴結中達到明顯的高水平。

這項新研究是Khalili博士及其同事們利用CRISPR-Cas9技術開發一種新型基因編輯系統的延續，這種基因編輯系統特異性地從攜帶HIV的宿主基因組中去除HIV DNA。他們之前已發現他們的基因編輯系統可以高效地從感染HIV的小型動物模型（包括感染了HIV-1的人源化小鼠）的細胞和組織中移除HIV DNA。

論文共同通訊作者、杜蘭大學醫學院微生物與

免疫學

學系副教授Andrew G. MacLean博士對這些發現感到鼓舞。MacLean說，「這是我們希望根除HIV/AIDS的一個重要進展。下一步是在更長的時間內評估這種治療方法，以確定我們是否可以實現完全清除這種病毒，甚至可能使受試者不再需要接受ART治療。」

MacLean博士希望這種治療策略能應用於人類。Khalili博士補充道，「我們希望很快也能將我們的研究工作推進到人體臨床研究中。40年來，全世界的人們一直在遭受HIV的折磨，我們如今已經非常接近可能會導致治癒HIV感染的臨床研究。」（生物谷 Bioon.com）

參考資料：1.Pietro Mancuso et al. CRISPR based editing of SIV proviral DNA in ART treated non-human primates. Nature Communications, 2020, doi:10.1038/s41467-020-19821-7.

2.HIV-like virus edited out of primate genome
https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-11/tuhs-hve113020.php

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