SCI TRANSL MED：改良的CRISPR技术应用于镰刀状红细胞贫血的治疗
2016-10-31 生物360 生物360
背景：镰刀形红细胞贫血是一种由于血红蛋白基因突变引起的疾病，能够造成红细胞的畸变，从而导致包括血管闭塞，剧痛，已经进行性器官损伤等严重症状。为了修复导致疾病的这一突变，Corn教授的团队利用CRISPR/Cas9基因编辑技术修改镰刀状红细胞贫血病人的造血干细胞，移植到小鼠后在小鼠体内产生了正常的血红蛋白。这一研究发表在10月12日的Science Translational Medicine上。血
背景：镰刀形红细胞贫血是一种由于血红蛋白基因突变引起的疾病，能够造成红细胞的畸变，从而导致包括血管闭塞，剧痛，已经进行性器官损伤等严重症状。为了修复导致疾病的这一突变，Corn教授的团队利用CRISPR/Cas9基因编辑技术修改镰刀状红细胞贫血病人的造血干细胞，移植到小鼠后在小鼠体内产生了正常的血红蛋白。这一研究发表在10月12日的Science Translational Medicine上。
血细胞中的遗传疾病一直都是利用CD34+造血干细胞基因编辑的治疗手段的主要目标，已有很多的技术手段应用于治疗这类疾病。镰刀状红细胞贫血（Sickle Cell Disease，SCD）是一种由β-球蛋白基因单核苷酸多态性引起的隐形遗传疾病。镰刀状的血红蛋白破坏红细胞，造成血管闭塞，疼痛以及器官损伤，最终导致个体死亡。
治疗类似疾病似乎是轻而易举：在造血干细胞中重新编写突变的序列，然后理论上来说，病人就将被治愈。但是研究者虽然可以很轻易地利用各种技术手段切特异位点，接下来发生的却需要细胞内的天然DNA修复程序。大多数时候，这一修复程序会引起小DNA的丢失，有时也会在剪切位点引入一段新的序列。
该研究团队通过设计和优化包含Cas9以及未修饰的导向RNA（Guide RNA）的核糖核蛋白复合物以及单链DNA寡聚核苷酸供体，成功的提高了修复的有效度，使得人造血干细胞中被替换的SCD突变能够达到25%。经过修复的来自患者的造血干细胞表达的镰刀状血红蛋白的RNA及蛋白均有所降低，并且相应地，在转化为红细胞母细胞时，表达了更多的野生型血红蛋白。
将得到的修复细胞移植进入免疫缺陷小鼠体内，SCD基因修复的状态能够保持16周，这也是能有临床改善的一个临界时间点。但是修复细胞的有效率却大幅下降，有缺陷的细胞在小鼠体内表现比修复细胞更强的增值能力，仅仅只有5%的移植细胞产生了正常的血红蛋白。已经有医生团队在看到他的发现后希望合作临床实验，但是Corn教授表示在应用到人之前，仍希望继续提高修复的效率。
原始出处：
Mark A. DeWitt,et al. Selection-free genome editing of the sickle mutation in human adult hematopoietic stem/progenitor cells. Science Translational Medicine.12 Oct 2016: Vol. 8, Issue 360, pp. 360ra134 DOI: 10.1126/scitranslmed.aaf9336
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