眾多學者介紹基因編輯的最新進展

　　CRISPR/Cas9系統以前所未有的DNA編輯能力，正在徹底改變基因組改造，這也引發了新的研究、ZL之爭和一些倫理問題。在近日舉辦的2016基因編輯、基因沉默和基因治療方面的研究進展大會上，一些研究人員介紹了一些讓人興奮的新進展。

　　解決導入問題

　　據Bio-iT World報道，這次大會的一個關鍵議題是關于導入，如何更好地將基因編輯或基因沉默機制導入細胞。

　　據哈佛-MIT健康科學技術分部的Daniel Anderson教授介紹，納米顆粒為這些導入問題提供了一個獨特的方案。“我們的身體有納米顆粒的天然目的地，如脾臟、骨髓和腎臟，”Anderson說。

　　他的研究小組將RNA封裝在一個直徑為50-100 nm的納米顆粒中。“目標是讓小干擾RNA（siRNA）分子與納米顆粒結合，從而進入細胞，在那里發揮RNA干擾的機制，特異性破壞目標RNA，阻斷蛋白質生產。”

　　Anderson及其同事在小鼠模型中使用了納米顆粒來導入CRISPR/Cas9系統，導致60%的插入缺失（indel）形成。他們的研究還包括酪氨酸血癥，在這種疾病中，編碼延胡索酰乙酰乙酸水解酶的基因帶有突變。他們利用CRISPR/Cas9來校正突變。

　　治療遺傳性眼病

　　在愛荷華大學，研究人員正在利用基因編輯來解決一個家庭的遺傳性眼病。愛荷華大學的小兒神經學教授Alexander Bassuk討論了攜帶RPGR突變的兩兄弟，他們患有X連鎖視網膜色素變性，該疾病導致男孩和年輕男性的視力逐漸喪失，進而失明。他們的母親有一只眼睛也患有相同的疾病。

　　研究團隊從患者細胞中生成誘導多能干細胞，之后利用CRISPR/Cas9系統來針對出問題的基因。他們獲得了核苷酸的精確校正，但也有一些非同源末端連接，這是CRISPR/Cas9常見的。“我們的效率比較低；低于13%的細胞得到了校正，我們還有許多工作要做，”Bassuk說。

　　據他們所知，這是第一個從皮膚活檢到誘導多能干細胞，再到校正眼疾相關基因的研究。這是偉大的第一步，但研究人員仍然需要提高修復效率，并改善脫靶效應，讓它適用于臨床治療。Bassuk的實驗室正利用小鼠模型來開展研究。展望未來，“我們可以利用此方法來治療所有視網膜疾病。視網膜很有吸引力，因為治療時我們可以看到視網膜，并直接注射。皮膚和血液也是適用的方向，”Bassuk預測。

　　對付慢性病毒感染

　　此外，研究人員還在探索用基因編輯來對付慢性病毒感染。對于一些病毒引起的感染，比如HIV、HBV（乙肝病毒）和HSV（單純皰疹病毒），目前的治療方法可以控制但不能治愈。

　　在華盛頓大學Fred Hutchinson癌癥研究中心，Keith Jerome正在開發一類稱為歸巢核酸內切酶的基因編輯工具，它們對靶定的病毒具有高度的特異性和有限的脫靶效應。為了抑制病毒復制的能力，他們用復制缺陷型AAV（腺相關病毒）導入HSV特異的歸巢核酸內切酶。在小鼠感染HSV后，他們在皮膚注射AAV載體。他們認為，AAV通過神經末梢進入，沿著軸突進行三叉神經節，帶來基因編輯。

　　這項研究的成果是頗有希望的。研究人員利用新一代測序，在2-4%的病毒基因組中檢測到插入和缺失。靶向核酸內切酶是高度特異的，沒有證據顯示小鼠基因組中存在脫靶誘變。“我們面臨的一個主要挑戰是如何提高導入效率，不僅僅是HSV，HBV和HIV也同樣，”Jerome說。“這種方法成功的關鍵取決于高效的導入系統。”

　　基因治療

　　明尼蘇達大學醫學院的Walter Low教授正試驗在豬中培養人體器官。由于豬的器官大小與人類相似，它們可以作為培養箱，從人類供體干細胞中培養出人體器官。Low表示，利用基因治療，研究人員可敲除對豬的器官發育很重要的基因，創造出人類供體干細胞可生長的環境。這包括敲除對器官和細胞發育很關鍵的轉錄因子。

　　它的基本概念是用基因治療技術創建出不能形成器官的缺陷型豬胚泡，然后取出人類干細胞，將其導入缺陷胚泡中。之后將胚泡轉移到代孕母豬體內，其后代將形成從干細胞發育而來的人體器官。這個器官可移植到需要肝臟、腎臟或心臟的個體。

　　如今，研究人員已經敲除了與器官發育相關的轉錄因子，導致靶向器官發育缺乏。他們在一系列器官和免疫細胞中實現了這一點，包括胰腺、肺、肝、腎、胸腺、T細胞和B細胞。下一步，他們打算在豬中培養人體器官，他們已經在其他動物模型中完成了一些原理驗證。

　　有意思的是，現場的一名觀眾提出了一個重要的倫理問題：將人類干細胞引入豬，如果產生脫靶效應有何影響，包括是否有可能讓豬意外形成人源化的腦。（哇！這是二師兄要現形嗎？）研究人員表示，他們需要與監管部門密切合作。