科技工作者之家
科技工作者之家APP是专注科技人才,知识分享与人才交流的服务平台。
科技工作者之家 2018-06-26
CRISPR基因编辑技术被誉为是本世纪至今最有潜力的生物技术突破之一,人们相信以它为代表的一系列基因编辑手段,有望为诸多人类的遗传疾病提供创新治疗方案。今日,《自然》子刊《Nature Biomedical Engineering》上在线发表的一篇文章,则进一步让我们看到了CRISPR系统的潜力。来自加州大学伯克利分校(UC Berkeley)与德克萨斯大学(University of Texas)的研究人员使用这项技术,在患有自闭症的小鼠中,取得了积极的治疗成果。
自闭症是一类复杂的疾病,迄今缺乏有效的治疗手段。其中,一种叫做脆性X染色体综合征的疾病是最为常见的单基因缺陷自闭症之一,它会让患者出现高度重复的行为。在疾病模型中,小鼠会不断做出挖掘的动作,并阶段性地跳跃。任何人都能通过这些行为,发现这些动物的异常。
“自闭症目前缺乏治疗手段,许多针对自闭症蛋白质的小分子新药,都在临床试验中遭遇失利,”该研究的负责人之一Hye Young Lee教授说道:“我们首次对自闭症的一个致病基因进行了编辑,并显示这能改善行为症状。”
在这项研究中,科学家们设计了一种全新的CRISPR系统——与常用的技术不同,他们使用了纳米金颗粒,而非病毒载体来递送CRISPR系统。这些纳米金颗粒上覆盖有一层DNA,这些DNA就像是千手观音的手臂一样,把Cas9蛋白与gRNA牢牢抓住,并递送到生物体内。
“如果你使用病毒来递送CRISPR DNA,你无法控制Cas9蛋白与gRNA的表达量,因此病毒载体可能有潜在的风险,” Lee教授评论道:“我认为CRISPR-金颗粒方法非常酷,我们能控制递送的量,从而有望减少CRISPR系统的脱靶效应等副作用。”
按设计,这些纳米颗粒能进入大脑的纹状体(striatum)区域,这个区域介导了行为的形成。而在大脑中,这套CRISPR系统能进一步针对谷氨酸受体5(mGluR5)。它参与了神经元之间的交流,并且在脆性X染色体综合征的患者体内受到了错误的调节。科学家们相信,通过“关闭”mGluR5基因,我们有望减少神经细胞间过度的信号交流,从而缓解动物的重复性行为。
令人欣喜的是,这项简单的设计,取得了良好的结果。研究发现,大约一半mGluR5基因得到了编辑,受体蛋白量也将近减半。后续的统计则表明,自闭症小鼠的重复性挖掘动作减少了30%,周期性跳跃动作减少了70%!
“这项研究的精彩之处在于我们表明通过将CRISPR-金颗粒注射到大脑里,就能敲除导致疾病的基因,并看到显著的行为改变,”该研究的另一名负责人Niren Murthy教授说道:“这是首次使用非病毒递送方式取得的成果”
“在这项研究前,我们无法确定mGluR5受体是否特异性参与到重复性行为中。我们的研究做出了重要的生物学发现。” Lee教授补充道。
研究人员们对他们的成果感到振奋。基于这些CRISPR-金颗粒的生产可得到重复,它有望得到广泛应用,并治疗一系列遗传疾病。在摘要中,研究人员也乐观地估计,CRISPR-金颗粒有望加速针对大脑的靶向疗法开发。
来源:学术经纬
世界自闭症日:关注自闭症儿童,让他们不再孤独!
自闭症儿童小脑形状异于常人
Autism Research :自闭症研究汇编
基因疗法治疗血友病见成效
世界自闭症日 解读CNS杂志自闭症领域重要研究成果!
自闭症儿童:不是病人,只是与众不同丨世界自闭症日
自闭症儿童为何“失衡”
中国科学家培育出基因编辑瘦肉猪:脂肪少24%
疱疹病毒触发自闭症
俄研究用新方式改善基因疗法效果