來自麻省大學醫學院的一組研究人員提出了一種基因組編輯新策略,可以用于糾正小鼠模型中引起人類遺傳疾病??的DNA突變。
這一研究成果公布在8月13日Nature Biotechnology雜志上,領導這一研究的是麻省大學醫學院的高光坪教授。高教授是當今全球基因治療領域的領導者之一,他早年畢業于四川大學華西藥學院,從事基因治療研究20余年,特別是在腺相關病毒(AAV)基因治療研究領域取得了杰出成就。文章的第一作者為王丹(Dan Wang)博士。
高光坪教授表示,“這一進展將有助于研發可以用于治療多種遺傳疾病的新型治療方案”,他們研究的第一步是構建了具有兩種不同突變基因拷貝的小鼠,用以模擬患者的基因組成。
遺傳性疾病的患者通常攜帶兩種不同的突變基因拷貝,一種來自母親,另一種來自父親,然而,研究這些疾病的小鼠模型幾乎總是帶有相同的突變。
研究人員利用重組腺相關病毒載體將基因組編輯“機器”——Cas9/sgRNA系統傳遞到小鼠體內。這種基因組編輯系統能促進遺傳物質的重組,產生兩個新的基因拷貝,其中一個是無突變的,具有治療作用的。對于許多遺傳性疾病來說,一個功能基因拷貝就足以支持正常的細胞功能。
“我們證明了這種方法在兩種疾病中發揮了作用:遺傳性I型酪氨酸血癥(Hereditary tyrosinemia type I, HT1),以及稱為Hurler綜合征的溶酶體貯積病,”王博士說。
遺傳性I型酪氨酸血癥是一種遺傳性酪氨酸代謝障礙疾病。該疾病是由酪氨酸降解途徑中的終末酶、延胡索酰乙酰乙酸水解酶(Fah,fumarylacetoacetate hydrolase)基因突變,導致酪氨酸代謝障礙而引起的常染色體隱性遺傳病。
而Hurler綜合征患者體內缺乏用于分解骨骼和組織大分子結構單元的一種關鍵酶。隨著這些大分子不斷累積,它們可損傷器官,導致一系列問題,包括腦部功能退化、心臟問題、聽力和視力受損和面容丑陋等。如果沒有接受酶替代療法或血液或骨髓移植,先天性Hurler綜合征兒童患者通常會在十歲前死亡。
最新這種治療性基因組編輯策略具有幾個優點,比如設計的靈活性,與不同突變的兼容性,因此可能適用于更多患者,并且更好的安全性——因為它避免了對靶基因產物引入不希望的突變,實現無疤基因編輯。
王博士表示希望新的治療方法未來能適用于患有各種遺傳疾病的患者。
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