患者特异性细胞中β -地中海贫血突变的无缝基因校正

基因治疗的一个主要障碍是如何在不发生脱靶位点突变的情况下有效地将校正后的基因整合到患者的基因组中。在今天发表的论文中基因组研究在美国，科学家利用CRISPR/Cas基因组编辑技术无缝、高效地纠正β-地中海贫血患者细胞中的致病突变。

β-地中海贫血源于血红蛋白β (HBB)基因的遗传DNA突变，导致血红蛋白β的红色表达减少血细胞在最严重的情况下，是贫血。唯一确定的治疗方法是造血干细胞移植;然而，这种治疗需要匹配的供体。基因疗法是将一个基因的修正副本传送到患者细胞中，可以绕过对供体的需求。之前使用病毒随机将正常基因插入基因组的尝试已经在一名β-地中海贫血患者身上取得了成功，但病毒插入的长期影响尚不清楚。

为了直接纠正患者基因组中的HBB突变，研究人员首先生成了诱导多能干细胞或iPSCs，来自皮肤细胞的患者。真正的突破是当他们应用CRISPR/Cas9在这些细胞的HBB位点上精确地设计双链DNA断裂时，允许具有校正位点的供体质粒有效地整合，从而取代突变位点。供体质粒还包含可选择的标记，以识别具有校正基因副本的细胞。这些可选择的标记随后被转座酶和第二轮选择去除，在患者基因组中产生了无缝的、校正的HBB版本。

重要的是，研究人员可以将经过校正的iPSCs分化为成熟的血细胞，这些血细胞显示出血红蛋白的恢复表达。然而，在将这些细胞移植回患者体内治疗β-地中海贫血之前，还有很多工作要做。加州大学旧金山分校的资深作者Yuet Wai Kan说:“尽管我们和其他人能够将iPSCs分化为血细胞祖细胞和成熟的血细胞，但到目前为止，将祖细胞移植到小鼠模型中进行测试非常困难。”“我相信我们还需要几年的时间才能将其应用于临床。”