發(fā)布日期：2018-02-12
來自美國德克薩斯大學(xué)（UT）西南醫(yī)學(xué)中心的科學(xué)家近日發(fā)表研究報(bào)告稱，他們使用一種CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)可以糾正導(dǎo)致杜氏肌營養(yǎng)不良（DMD）的3000種基因突變中的大部分突變。在概念驗(yàn)證研究中，Eric Olson博士及其同事使用了單切myoediting技術(shù)，成功地在源自DMD患者并攜帶一系列不同DMD基因突變的細(xì)胞中恢復(fù)了正常的抗肌萎縮蛋白（dystrophin）的生產(chǎn)。在3D工程心臟肌肉中，對DMD突變進(jìn)行myoediting成功恢復(fù)了心肌細(xì)胞中抗肌萎縮蛋白的表達(dá)及其收縮力。
根據(jù)報(bào)道，這種新方法需要在DMD基因的特定位點(diǎn)上進(jìn)行單切，并且可以消除針對每種DMD突變單獨(dú)開發(fā)一種基因編輯工具的必要性。Olson博士表示，這是非常重要的進(jìn)步，我們希望這種技術(shù)最終能減輕攜帶廣泛類型突變的DMD患者的痛苦甚至挽救其生命。
這項(xiàng)研究已于近日發(fā)表于《Science Advances》，題為“Correction of Diverse Muscular Dystrophy Mutations in Human Engineered Heart Muscle by Single-Site Genome Editing（采用單點(diǎn)基因組編輯在人工程肌肉中糾正各種不同的DMD基因突變）”。
DMD在男性中的發(fā)病率為1/5000，該病是一種由X-連鎖的抗肌萎縮蛋白基因突變引起的遺傳病。DMD基因有260萬堿基對，是人類基因組中已知最大的基因之一，其大小和復(fù)雜結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了非常高的自發(fā)突變率。截至目前，已經(jīng)記錄在案的DMD基因突變多達(dá)3000種，包括大的片段缺失或重復(fù)、小的片段缺失以及點(diǎn)突變。
Olson博士的研究小組以及其他研究團(tuán)隊(duì)先前已使用CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因組編輯技術(shù)來糾正小鼠模型中的DMD基因點(diǎn)突變。但是，正如研究人員指出，大多數(shù)DMD患者攜帶的基因突變是一個(gè)或多個(gè)外顯子刪除突變，而只有5%-9%的DMD患者攜帶的是點(diǎn)突變。鑒于已在人類中鑒定出了數(shù)千種突變，一個(gè)很明顯的問題就是，如此大量的突變究竟怎么樣做才能通過CRISPR/Cas9介導(dǎo)的基因組編輯技術(shù)進(jìn)行糾正。
事實(shí)上，大多數(shù)DMD基因突變成簇集中在基因的“熱點(diǎn)（hotspot）”區(qū)域（外顯子45至50，以及外顯子2至29）。這意味著，跳過位于“熱點(diǎn)”內(nèi)或附近的12個(gè)目標(biāo)外顯子（稱為top 12個(gè)外顯子）中的1個(gè)或2個(gè)并因此消除異常剪接位點(diǎn)，可以切實(shí)地在大約60%的DMD患者中產(chǎn)生一種功能性的抗肌萎縮蛋白。在這項(xiàng)研究中，該團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造的“myoediting”就是指通過外顯子跳躍糾正DMD基因突變。
在研究中，該研究團(tuán)隊(duì)篩選了能指導(dǎo)Cas9酶跳過DMD基因前12個(gè)外顯子并能恢復(fù)一種具有功能性的抗肌萎縮蛋白產(chǎn)生的指導(dǎo)RNA。其目的是開發(fā)一種能對成組突變起作用的CRISPR/Cas9工具，從而跳過單個(gè)外顯子可以恢復(fù)大多數(shù)患者抗肌萎縮蛋白的表達(dá)。
在研究中，該團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)用優(yōu)化的指導(dǎo)RNA，采用myoediting技術(shù)在源于DMD患者并呈現(xiàn)各種各樣DMD基因突變（包括大片段刪除、點(diǎn)突變、序列重復(fù)突變等）心肌細(xì)胞的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）中，恢復(fù)了抗肌萎縮蛋白的產(chǎn)生。
此外，利用3DEHM進(jìn)行的檢測還發(fā)現(xiàn)，利用一個(gè)單個(gè)的指導(dǎo)RNA來myoediting DMD基因突變也成功恢復(fù)了抗肌萎縮蛋白的表達(dá)和肌收縮力。令人欣慰的是，研究發(fā)現(xiàn)沒有必要糾正心肌模型中每個(gè)心肌細(xì)胞內(nèi)抗肌萎縮蛋白的產(chǎn)生，而只需糾正一組心肌細(xì)胞（30%至50%）就足以挽救突變的EHM表型，使其接近正常對照水平。
目前，科學(xué)家已經(jīng)提出了許多不同的治療方法，但myoediting為延長患者生命并提高生命質(zhì)量提供了一個(gè)真正的希望。我們不僅發(fā)現(xiàn)了一種實(shí)用的方法來治療許多突變，還開發(fā)了一種破壞性較小的方法來跳過缺陷DNA而不是移除它們?；蚪M是高度結(jié)構(gòu)化的，你不希望刪除可能是非常重要的DNA片段。
根據(jù)該研究，相同的單切CRISPR/Cas9方法也可以切實(shí)地開發(fā)用于由單基因突變導(dǎo)致的其他疾病的治療。然而，前提條件是靶標(biāo)外顯子被移除后，靶基因必須能夠發(fā)揮功能。Olson博士指出，抗肌萎縮蛋白就像一個(gè)減震器，移除少數(shù)幾圈彈簧也是可以的。但其他蛋白質(zhì)可能并不那么容易。
在2017年2月，Olson博士已創(chuàng)立了初創(chuàng)公司Exonics Therapeutics，該公司從UT西南醫(yī)學(xué)中心授權(quán)獲得了CRISPR/Cas9技術(shù)開發(fā)可用于治療DMD的藥物。之前，這家新公司已從CureDuchenne Ventures獲得了500萬美元的種子融資。
來源：新浪醫(yī)藥（微信號(hào) sinayiyao）
