發(fā)布日期:2017-12-21
當(dāng)32歲的貝多芬感受到聽(tīng)力衰退時(shí),他在給兄弟的信中絕望地寫下“正如秋葉凋零,我的生命也變得貧瘠”的字句。我們?nèi)圆恢镭惗喾沂數(shù)脑?,但我們可以確認(rèn)一點(diǎn)——耳聾極大地影響了患者的人生。
哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Zheng-Yi Chen教授與哈佛大學(xué)David R. Liu教授是本研究的共同負(fù)責(zé)人(圖片來(lái)源:哈佛大學(xué))
今日,哈佛大學(xué)醫(yī)學(xué)院Zheng-Yi Chen教授與哈佛大學(xué)David R. Liu教授等多名華人學(xué)者聯(lián)手帶來(lái)了一項(xiàng)重量級(jí)的研究。他們利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù),成功修復(fù)了小鼠內(nèi)耳的致聾性基因突變。這項(xiàng)研究也于今日在線發(fā)表在了頂尖學(xué)術(shù)刊物《自然》上。
有趣的是,研究人員們使用的小鼠突變體也被稱為“貝多芬鼠”。它們體內(nèi)的TMC1基因發(fā)生了一個(gè)堿基的突變。區(qū)區(qū)一個(gè)字母的變化,使對(duì)聽(tīng)覺(jué)至關(guān)重要的TMC1蛋白喪失正常功能,損害到內(nèi)耳的纖毛,讓這些動(dòng)物聽(tīng)不見(jiàn)聲音。
由于這些失聰動(dòng)物的耳朵并沒(méi)有結(jié)構(gòu)上的嚴(yán)重破壞,因此研究人員們就想到,或許我們能使用基因療法矯正突變的TMC1基因,治療耳聾??蛇@并不是一件容易的事。許多基因編輯的專家認(rèn)為,藥物遞送是基因療法的一大難題。TMC1蛋白作用于內(nèi)耳深處,且與正?;蛑挥幸蛔种?。想讓基因療法精準(zhǔn)起效,談何容易?
該研究的共同第一作者Xue Gao博士如今已是萊斯大學(xué)的助理教授(圖片來(lái)源:Tommy LaVergne / 萊斯大學(xué))
為了達(dá)成這個(gè)目的,這項(xiàng)研究的共同第一作者Xue Gao博士和Yong Tao博士以及他們的同事們開(kāi)發(fā)出了一種創(chuàng)新的CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng):研究人員們將Cas9蛋白和gRNA一起包入了油脂液滴,并注射到了“貝多芬鼠”的幼鼠內(nèi)耳中。一旦這些液滴與細(xì)胞接觸,就會(huì)發(fā)生融合,將基因編輯的分子工具輸送到細(xì)胞體內(nèi),定點(diǎn)修復(fù)突變。
與常規(guī)的病毒遞送方式不同,這款創(chuàng)新療法的好處在于能在停止治療后避免過(guò)度的Cas9蛋白產(chǎn)生。“它能顯著降低脫靶效應(yīng),”該研究的共同第一作者Xue Gao博士說(shuō)道。
該CRISPR-Cas9系統(tǒng)的工作原理(圖片來(lái)源:《自然》)
這一療法能順利起效嗎?在治療的8周后,研究人員對(duì)“貝多芬鼠”的內(nèi)耳進(jìn)行了觀察,并欣喜地發(fā)現(xiàn)它們內(nèi)耳的纖毛數(shù)量和形狀與野生型幾乎無(wú)法區(qū)分。相反,對(duì)照組的內(nèi)耳則觀察不到這些纖毛,一片貧瘠。
為了確保這些纖毛能起到應(yīng)有的作用,研究人員們又分析了這些小鼠的腦電波,并清楚地看到它們對(duì)聲音有著反應(yīng)。在安全性上,科學(xué)家們也沒(méi)有觀察到不希望發(fā)生的脫靶效應(yīng)。
該基因療法顯著延緩了小鼠的聽(tīng)力衰退(圖片來(lái)源:《自然》)
“我們相信這是利用CRISPR-Cas9基因組編輯技術(shù)治療遺傳性耳聾的領(lǐng)先研究,” Xue Gao博士說(shuō)道:“我們期望能開(kāi)發(fā)更先進(jìn)的基因組編輯工具,并在其他動(dòng)物上測(cè)試安全性與有效性,再將它們應(yīng)用于人類。”
《自然》雜志特地對(duì)這項(xiàng)研究做了深度點(diǎn)評(píng)。該評(píng)論的作者指出,在一個(gè)多世紀(jì)前,人們首次將基因和疾病聯(lián)系起來(lái)。隨后,人們不斷發(fā)現(xiàn)由單基因?qū)е碌募膊?,至今?shù)量已超過(guò)5000種。在CRISPR-Cas9等基因組編輯技術(shù)的幫助下,我們離矯正突變,治愈耳聾的目標(biāo)又近了一步。這曲基因療法鋪就的樂(lè)曲,是寫給耳聾患者們的《歡樂(lè)頌》。
來(lái)源:學(xué)術(shù)經(jīng)緯