Nature子刊發布CRISPR研究新突破

　　利用一種基于細菌蛋白的新基因編輯系統，麻省理工學院的研究人員治愈了因單一遺傳突變致罹患一種罕見肝病的小鼠。

　　這些發表在3月30日《自然生物技術》(Nature Biotechnology)雜志上的研究結果，提供了首個證據證實，稱之為CRISPR的基因編輯技術可以逆轉活體動物的疾病癥狀。該研究小組表示，CRISPR為剪除突變DNA，以正確的序列取而代之提供了一條簡單的途經，有潛力用于治療許多的遺傳疾病。

　　論文的資深作者、麻省理工學院化學工程學系副教授、Koch綜合癌癥研究所成員Daniel Anderson說：“這種方法的令人興奮之處在于，我們現在可以在活體成年動物體內糾正缺陷基因。”

　　這一近年開發出來的CRISPR系統依賴于細菌過去利用來保護自身免受感染的細胞機器。研究人員模仿這一細胞系統，構建出了由稱作為Cas9的DNA切割酶和一段短RNA引導鏈構成的基因編輯復合物。短RNA引導鏈被設計與一段特異的基因組序列結合，告知Cas9切割的位置。

　　同時，研究人員還提供一條DNA模板鏈。當細胞修復Cas9導致的損傷時，它會復制這一模板，將新的遺傳物質導入到基因組中。科學家們想象，這種基因組編輯方法有一天或許可以幫助治療如血友病、亨廷頓氏病以及由單基因突變引起的其他疾病。

　　科學家們曾經開發出基于核酸酶的其他一些基因編輯系統，但這些復合物的價格昂貴且難于組裝。

　　Anderson說：“CRISPR系統非常易于裝配以及進行自定制。其他的系統有可能可以按與CRISPR系統相似的方式使用，但那些系統更難生成特異性針對你的興趣目標的核苷酸。”

　　矯正疾病

　　在這項研究中，研究者們設計出了三條引導RNA鏈來靶向靠近突變的不同DNA序列，編碼FAH酶的基因發生這一突變可引起酪氨酸血癥I型。每10萬人中即有一人受累于這一疾病，罹患酪氨酸血癥I型的患者無法分解酪氨酸，會造成酪氨酸累積，導致肝衰竭。當前的治療包括低蛋白飲食以及一種破壞酪氨酸生成的藥物NTCB。

　　利用攜帶突變FAH酶的成年小鼠展開實驗，研究人員將這些RNA引導鏈，編碼Cas9的基因，以及由199個核苷酸構成、包含突變FAH基因正確序列的DNA模板傳遞至小鼠體內。

　　利用這種方法，研究人員將正確的基因插入到了1/250的肝細胞中。在接下來的30天里，這些健康細胞開始增殖，取代病變肝細胞，最終占據約三分之一的肝細胞。這足以治愈這種疾病，使得小鼠能夠在脫離NCTB藥物后生存下來。

　　“只做一次治療，我們可以完全逆轉這一疾病，”論文的主要作者、Koch研究所博士后尹浩(Hao Yin，音譯)說。

　　為了傳遞這些CRISPR元件，研究人員采用了一種稱作為高壓注射的技術——利用高性能的注射器快速將這些物質釋放到靜脈中。這種方法將遺傳物質成功地傳送到了肝細胞，不過Anderson認為還可能有更好的傳遞方法。他的實驗室現正致力于開發出更安全、有效的方法，包括靶向性納米顆粒。