(圖:Discovery)

最近,索爾克研究所(Salk Institute)一班科學家在《自然》期刊上報道了一項新技術,成功在小鼠視網膜細胞中使用 CRISPR/Cas9 基因編輯技術,成功恢復小鼠部分的視力。

正常基因編輯技術的局限

基因編輯技術,如目前極受歡迎 CRISPR/Cas9,是生命科學和醫療研究的有力工具。不過,這種技術也有其局限性,其中之一便是無法在穩定、不再分裂的細胞中使用,比如眼睛、大腦、心臟、肝和腎中的細胞。

色素性視網膜炎(retinitis pigmentosa)是一種遺傳病,患者基因發生變異,導致視網膜細胞逐漸死亡,最終失明。其中一個出錯的基因是 Mertk。如果進行基因治療,由於視網膜是終末分化細胞,常規的CRISPR/Cas9 技術對它完全沒有作用。

突破局限性,小鼠重獲視力

在這項研究中,研究者另闢蹊徑,修飾並利用了細胞的 DNA 修復通路 NHEJ。正常情況下,DNA 受損後,NHEJ 會將原來斷開的兩個末端接合在一起。研究人員使用了一種個性化插入包,「同源獨立性靶向整合」(homology-independent targeted integration,HITI),將基因修飾指令準確地錨定到靶向位點。從而使不分裂的細胞也能使用 CRISPR/Cas9 技術。

採用這種策略,研究人員將正常的 Mertk 基因導入 3 周大的失明小鼠中。到了第八周,小鼠對光表現出反應,說明恢復了部分視力。

潛在應用

過去的基因編輯技術主要注重胚胎幹細胞,因為幹細胞有很強的分裂能力。現在,這項新技術突破了這一限制,使得不分裂的終末分化細胞也能使用 CRISPR/Cas9。如果獲得驗證並成功,這種新方法將為基因工程帶來里程碑式的進步。

目前,研究人員正在竭力改進這種方法,提高有效性。從只對 5% 的細胞有效,提升到 100%。同時繼續尋找肌肉萎縮症、血友病和囊性纖維化的基因療法。據估計,臨床試驗將在 1 到 5 年內進行。屆時,失明患者將有望重見光明。

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