率先将新一代基因编辑技术应用于人类胚胎,我
分类:科学技术

原标题:中国科学家再次领先一步!率先将新一代基因编辑技术应用于人类胚胎

8月14日国际学术期刊《分子治疗》(Molecular Therapy)上发表了广州医科大学附属第三医院刘见桥教授研究团队和上海科技大学黄行许教授团队在胚胎层面修复遗传疾病马凡综合征的最新成果,证明了碱基编辑技术在人类胚胎上对致病突变修复的高效性与安全性。
马凡综合征是一种常染色体显性遗传病(遗传上只是在“FBN1”这一关键基因上,A和G的位置发生了调换),患者四肢、手指、脚趾细长不均匀,因此又被称为“蜘蛛人”。目前,这一疾病尚无特效药,手术也只能减轻症状,且费用昂贵。患者大部分在50多岁就死亡。
研究团队采用了哈佛大学David Liu实验室于2016年开发的碱基编辑器,直接将“FBN1”突变基因中的A和G的位置进行调换“归位”,改正了“拼写错误”,最终在18个胚胎中,获得了16个完全正常的基因型,成功的阻断了这一遗传疾病,在全球首次利用碱基编辑技术成功在胚胎层面修复了马凡综合征的致病基因。
研究成果受到《科学》杂志等多个国外媒体关注,美国著名科技类杂志《连线》和该技术的开发者对这一成果作出了高度的评价,但刘见桥教授表示:“这虽然为单碱基突变遗传疾病的治疗提供了一种可能的治疗方案,但由于伦理、可靠性、安全性等问题以及相关法律法规的限制,这一技术距离临床应用尚有一段距离”。

要论在 CRISPR 基因编辑技术研发上的绝对功劳,美国科学家们当之无愧,但在该技术的临床试验及应用上,中国则功不可没,近年来,中国学者先后将 CRISPR 技术应用于人类胚胎编辑及人体临床试验,走在全球科研的前列。

而今随着新一代 CRISPR 技术的发展,中国科学家再一次率先将单碱基编辑技术应用于可发育的人类胚胎的遗传疾病修复中。近日,上海科技大学与广州医科大学共同合作,以体外受精的遗传缺陷胚胎作为研究对象,使用 CRISPR 单碱基编辑技术,成功的对突变的 FBN1 基因进行修正,验证了单碱基基因编辑技术的安全性与高效性,研究的相关内容发表在 Molecular Therapy 杂志上。

此次研究不仅是较先前人类胚胎基因编辑工作的一次显著进步,也为未来对体外受精胚胎进行有效的遗传信息编辑提供了希望

值得注意的是,此次接受 CRISPR 治疗的胚胎所患上的疾病——马凡氏综合征——正是一种罕见病。

论文的通讯作者、上海科技大学黄行许教授则对 DT 君表示,“罕见遗传病的特点之一是多器官损伤,而且是器质性病变。现有的技术,包括在体的基因治疗,都不能治愈,而且治疗费用超过了绝大部分家庭的负担。我们可以想象,罕见病对全社会也许影响不大,但对患者家庭,是巨大的负担和压力;对患者本人,则是全部的痛苦。开发罕见遗传病的胚胎基因治疗将一次性治愈病患,并阻断遗传病的传播。从治疗和经济的角度,都是最好的选择。”

不过,他也提到,胚胎的基因编辑影响深远,因此科学家必须要严格遵循伦理和按照国际规则开展好研究工作。“我们的合作伙伴申请获批了医院伦理委员会的许可,开展了本研究。研究的初步结果是成功的。尽管如此,把胚胎基因治疗应用到临床,需要大量的实验验证可靠性。需要逐步的临床前实验和临床实验验证,仍然有很长的路要走”,黄行许教授表示。

新一代CRISPR 技术治疗**并不值得羡慕的“天才病”**

具体而言,本次研究由来自上海科技大学黄行许教授与广州医科大学附属第三医院的刘见桥教授共同领导。

图片 1

图丨上海科技大学黄行许教授(来源:上海科技大学官网)

黄行许教授可谓是我国在基因编辑领域的领军人物,近年来,其团队先后以大鼠、猴子、人类胚胎等为研究对象,使用 CRISPR/Cas9 系统对基因组进行编辑,构建各种基因工程细胞和动物疾病模型,获得了令人瞩目的研究成果,相关成果分别发表在著名学术期刊 Cell、Nature、Nature Methods 等上。

而刘见桥教授则曾成功将 CRISPR/Cas9 系统成功的应用于人类胚胎编辑。 2017 年,由刘见桥教授带领团队再一次完成了中国造的“世界首次”——将 CRISPR 初次应用于人类二倍体胚胎,在胚胎层面对携带遗传突变基因的胚胎进行修复。

图片 2

图丨刘见桥教授(来源:广州医科大学附属第三医院)

在此次的研究成果中,研究者们通过体外受精技术,使用来自健康捐献者的卵细胞与来自马凡氏综合征患者的精子,获得了可发育的人类胚胎,并向其中注射新一代 CRISPR 基因编辑系统即单碱基编辑系统使其可以将 FBN1 基因中突变的碱基替换为正确碱基

具体而言,研究者使用 CRISPR/Cas9 系统在 HEK293T 细胞中构建了 FBN1 基因突变体 T7498C,进行了模拟实验。根据已有的患者信息,T7498C 突变患者表现为漏斗胸、平足,这是典型的马凡氏综合征症状。

成功获得马凡氏综合征细胞模型后,研究者们使用适合的单碱基编辑系统 BE3 对其进行突变碱基修正,并使用 PCR 及测序技术验证实验结果,结果显示,20 个单克隆细胞系中,有 10 个被成功编辑,效率为 50%。

预实验的成功证明了 BE3 单碱基编辑系统在人类细胞中具有一定的可行性,但编辑人类胚胎才是他们的最终目的。

基于这一想法,研究者们通过体外受精技术,使用来自健康捐献者的卵细胞与来自马凡氏综合征患者(T7498C)的精子,获得了可发育的人类胚胎,并向其中注射新一代 CRISPR 基因编辑系统,即单碱基编辑系统 BE3,使其可以将 FBN1 基因中突变的碱基 G 替换为正确碱基 A 。随后,研究者将进行过基因编辑的人类胚胎继续培养两天,以观察检测编辑效率。

高通量深度测序结果显示,经历过“升级版”CRISPR 单碱基基因编辑后,18 个胚胎中有 16 个只携带有正常的 FBN1 基因(修正率约为 89%),而另 2 个胚胎发生了预料之外的基因编辑。而相较去年使用“基础款”CRISPR 的表现(58 个胚胎中有 42 个得到了修正,修正率约为 72%),如今的“升级版”表现的更胜一筹

在此次研究中,就技术改进方面,研究团队更多是“做了简单的密码子优化以适于哺乳动物,并利用 mRNA 而不是 DNA 的方式以减少毒性。效果好主要是认真选择适合的靶点,并利用体外的细胞实验进行了仔细的上靶和脱靶等的全面评估。”黄行许教授说。

此次用新一代 CRISPR 技术治疗的马凡氏综合征(Marfan syndrome,MFS),就是一种由基因单碱基突变引起的疾病,一旦患上,人生就是个大麻烦

马凡氏综合征又称蜘蛛指(趾)症、肢体细长症,是常染色体 FBN1(Fibrillin-1)基因单碱基突变引起的显性遗传疾病,患者全身结缔组织异常,表现为四肢、手指、脚趾细长不均匀,身高明显高于常人,看似“天赋秉异、骨骼清奇”,患者却无比痛苦。

图片 3

图 | 马凡氏综合征患者的手指通常比普通人长,且关节处表现异常 (来源:mayoclinic)

天赋是一场与上帝的交换游戏,而交换的往往是寿命及健康,对于马凡氏综合征的患者来说,**30 岁就意味着死亡的来临。该疾病可同时影响骨骼、关节、眼、肺等多个器官,最大的生命威胁来自于血管病变**,而每 5000 个人中,就有一名马凡氏综合征患者。

随着近年来身高成为各种运动项目选拔衡量的重要标准,越来越多的马凡氏综合征患者由于突出的先天条件被选中,而也由于他们最终发病、早早地陨落使得该疾病得到越来越多的关注

在新生儿中,如果有父母一方患病胎儿患病的概率就高达 50%,如果能在胚胎阶段就修正这种致病错误,就可以让许多家庭体验平凡的幸福。

图片 4

(来源:labiotech)

天才和疯子只有一线之间,有些疾病也这般残酷。幸运的是,人类治疗这些疾病的手段也愈发先进,那么,如今的“升级版”与“基础版”有什么异同呢?

本文由威尼斯网址开户网站发布于科学技术,转载请注明出处:率先将新一代基因编辑技术应用于人类胚胎,我

上一篇:爱立信加强5G端到端传输应用方案,爱立信巩固型 下一篇:数据库方向的三大顶级国际会议,拒绝纸上谈兵
猜你喜欢
热门排行
精彩图文