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無需傳統病毒載體|總編輯圈點

健康知識養生常識

本文轉自：科技日報
無需傳統病毒載體|總編輯圈點
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一種使用CRISPR生產大量細胞用于治療的新方法 。 圖片來源：格萊斯頓研究所
【無需傳統病毒載體|總編輯圈點】科技日報采訪人員張夢然
據《自然·生物技術》雜志日前發表的論文 ， CRISPR-Cas9基因編輯系統的新改進 ， 使設計用于治療的大量細胞變得更加容易 。 美國格萊斯頓研究所和加州大學舊金山分校開發的新方法 ， 能以非常高的效率將特別長的DNA序列引入細胞基因組中精確位置 ， 而無需傳統的病毒遞送系統 。 該成果是向下一代安全有效的細胞療法邁出的一大步 。
格萊斯頓研究所最新證明 ， 新方法可在一次運行中設計超過10億個細胞 ， 這遠高于治療個體患者所需的細胞數量 。
此前人們已知DNA可單鏈或雙鏈存在 ， Cas9附著在雙鏈DNA上 。 研究發現 ， 高水平的雙鏈DNA模板會對細胞產生毒性 ， 因此該方法只能用于少量模板DNA ， 導致效率低下 。
但即使在相對較高的濃度下 ， 單鏈DNA對細胞的毒性也較小 。 鑒于此 ， 研究團隊研發了一種將修飾的Cas9酶連接到單鏈模板DNA的方法 ， 即在末端添加一小段雙鏈DNA突出端 。
與舊的雙鏈方法相比 ， 單鏈模板DNA可將基因編輯效率提高一倍以上 。 分子的雙鏈末端讓研究人員可使用Cas9來增強非病毒載體向細胞的傳遞 。
現在 ， 研究人員可以使用新的DNA模板生成超過10億個針對多發性骨髓瘤的CAR-T細胞 。 CAR-T細胞是經過基因改造的免疫T細胞 ， 可有效對抗特定細胞或癌癥 。 使用新的單鏈Cas9定向模板 ， 大約一半的T細胞獲得了新基因 ， 并因此轉化為CAR-T細胞 。
此外研究還表明 ， 新方法首次可完全替換與罕見遺傳免疫疾病相關的兩個基因——IL2RA和CTLA4基因 。 這種“一刀切”的方法可治療這些基因中具有不同突變的許多患者 ， 而不必為每個患者的突變生成個性化模板 。 用這種基因工程方法處理的細胞中 ， 有近90%獲得了健康版本的基因 。
總編輯圈點
工欲善其事 ， 必先利其器 。 基因編輯系統作為生命科學領域的重要研究工具 ， 一直在不斷進化升級 。 早些年 ， 鋅指酶是比較流行的基因編輯工具 。 如今在生命科學界提起基因編輯 ， 幾乎無人不知CRISPR系統的大名 。 憑借其便捷易用的優勢 ， 近年來CRISPR系統在遺傳疾病治療、藥物研發、種子培育等多個細分領域促成了眾多以往不敢想象的研究成果 。 與此同時 ， 針對CRISPR系統自身進行改進的研究也捷報頻傳 。 得益于此 ， 科學家手中的基因編輯“剪刀”正變得更加精準、高效、強大 。