2018年2月1日报告
CRISPR曾在实验室用于治疗杜氏肌营养不良细胞
一组来自美国和德国的研究人员描述了一种新的CRISPR方法,使用来自杜兴肌萎缩症(DMD)患者的多能干细胞来生产健康的心肌。他们的论文发表在开放获取网站上科学的进步该团队描述了他们使用CRISPR-Cas9技术来克服一个问题,这个问题妨碍了研究人员对DMD细胞使用基因编辑系统。
DMD是一种进行性疾病,会夺走病人的肌肉组织,在年轻时造成心力衰竭和死亡。当大量基因突变,重复和缺失发生在X型肌蛋白基因中发生了DMD,这是负责创建的脱托酚蛋白蛋白这样可以保持肌肉健康和强壮。因为它是基于基因的,所以它被认为是CRISPR研究的一个很好的候选对象,也许可以找到治愈方法。阻碍这类研究的问题在于涉及的突变数量巨大——大约有3000个。为了解决这个问题,该团队使用了一种他们称之为“肌编辑”的方法,在这种方法中,CRISPR的使用考虑到了基因突变的热点,允许编辑和修复整个基因簇。
工作涉及创造诱导多能干细胞来自DMD患者。那些细胞然后是肌肉,并“编程”以增长心肌细胞能够产生抗肌萎缩蛋白。然后团队发展了一小部分心肌组织通过支架将几个细胞聚集在一起,并发现这样做的结果是组织不仅能够跳动,而且由于抗肌萎缩蛋白的产生而保持健康。
结果表明,该技术可能被用于治疗高达60%的DMD患者。这项技术已经在活老鼠和狗身上进行了测试——研究人员报告说,老鼠已经有一年没有dmd了。现在这项技术已经被证明可以用于人类细胞,该团队对其未来持乐观态度,这表明临床试验可以在短短几年内开始。
进一步探索
摘要
用CRISPR/Cas9进行基因组编辑是纠正或减轻致病突变的一种有前途的新方法。杜氏肌萎缩症(DMD)与心脏和骨骼肌的致命变性有关,这是由3000多个X-linked dystrophin基因(DMD)突变引起的。这些突变大多数集中在“热点地区”。真核剪接受体和剪接供体序列与原间隔子相邻基序序列之间存在着偶然的对应关系,这些对应关系支配着原核CRISPR/Cas9靶基因的识别和剪切。利用这种对应关系,我们最佳筛查指南RNA能够引入插入/删除(indel)突变nonhomologous年底加入,废除守恒的RNA拼接网站12个外显子,可能允许跳过最常见的突变或帧频失调的DMD外显子内或附近的突变热点。我们把通过外显子跳跃来纠正DMD突变称为肌编辑。在概念验证研究中,我们对具有代表性的诱导多能干细胞进行了肌编辑,这些干细胞来自多个DMD基因中存在大量缺失、点突变或重复的患者,并有效地恢复了衍生心肌细胞中肌营养不良蛋白的表达。在三维工程心肌(EHM)中,DMD突变的肌编辑恢复了肌萎缩蛋白的表达和相应的机械收缩力。仅纠正一部分心肌细胞(30 - 50%)就足以将EHM突变表型恢复到接近正常的控制水平。我们的结论是,通过肌编辑,取消保守的RNA剪接受体/供体位点,并引导剪接机制跳过突变或框外显子,可以通过消除疾病的潜在遗传基础,纠正与DMD相关的心脏异常。
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