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Science:利用CRISPR技术治疗杜氏肌营养不良症

2014/08/16 来源:生物通
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导读
CRISPR技术在医学领域又有新发现啦!来自德州大学西南医学中心的研究人员在《Science》杂志上发表的一项研究发现,利用CRISPR能阻止杜氏肌营养不良小鼠模型中的肌肉退化。杜氏肌营养不良症是一种主要影响男孩的遗传疾病,全球平均每3600名男婴中就有一人罹患此病。


来自德州大学西南医学中心的研究人员发表了题为“Prevention of muscular dystrophy in mice by CRISPR/Cas9-mediated editing of germline DNA”的文章,指出利用CRISPR这种基因编辑技术,能阻止杜氏肌营养不良小鼠模型中的肌肉退化。这一研究成果公布在8月15日的Science杂志上。

CRISPR本身是一种防御系统,用以保护细菌和古细菌细胞不受病毒的侵害。在这些生物基因组中的CRISPR位点能表达与入侵病毒基因组序列相匹配的小分子RNA 。当微生物感染了这些病毒中的一种,CRISPR RNA就能通过互补序列结合病毒基因组,并表达CRISPR相关酶,也就是Cas,这些酶都是核酸酶,能切割病毒DNA ,阻止病毒完成其功能。

将CRISPR/ Cas系统用于其它非细菌细胞需要满足两个条件:一个Cas酶,用于切断靶标DNA,比如目的基因中的DNA片段,另外一个就是称为导向RNA(gRNA)的RNA分子,这种分子能通过互补结合靶标。不过CRISPR技术也存在一个主要的缺点,那就是缺乏特异性。

目前利用CRISPR技术主要还是在基础研究方面,之前曾有研究人员利用CRISPR构建癌症模型,还有利用这种技术根除HIV病毒感染的,但总体来说临床上应用还是比较少的。

这项研究利用CRISPR阻止了杜氏肌营养不良小鼠模型中的肌肉退化,而且研究人员表示,虽然这尚未用于人体,但是这也为治疗肌营养不良症带来了新希望。

杜氏肌营养不良症是一种主要影响男孩的遗传疾病,全球平均每3600名男婴中就有一人罹患此病。患者在两三岁时就会出现肌肉无力症状,行走困难,一般到十多岁就会彻底丧失行走能力,需要坐轮椅,到二十多岁还可能会因心肌、肺肌无力而死亡。

肌营养不良是由于一种肌肉纤维强度必需蛋白:dystrophin突变导致的,如果没有这种蛋白,骨骼肌、心肌和其他肌肉就会逐步退化。目前,对此尚无有效的治疗方法。

这项研究采用了CRISPR技术,这种方法能帮助研究人员像进行外科手术一样的精确“纠正”基因突变。对携带了突变dystrophin的小鼠,研究人员移除了它们携带突变的胚胎,在这些胚胎中注射了CRISPR 编辑元件,这些元件主要靶向并纠正dystrophin突变。然后将这些胚胎返回到野生型雌鼠体内。

这样生下来的子代小鼠具有正常的dystrophin,正常的骨骼肌功能,而且甚至是只有17%的细胞得到了纠正也能令其骨骼肌恢复功能。

这种技术虽然目前不是应用在人体,但是这一概念为未来治疗这种疾病带来了希望。

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