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免疫細胞基因編輯給癌癥和艾滋病帶來希望

時間:2015-7-29閱讀:433
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人類中的很多突變都與基因突變相關。例如,白化病是因為酪氨酸酶基因上的點突變導致酪氨酸酶功能異常,從而導致了黑色素合成障礙。還有一些病癥涉及到多種基因突變導致的功能障礙。如果能夠使用某種的基因編輯方法,修補這些基因突變,從理論上講,就可以一定程度緩解病情。而人類T細胞的基因突變導致其功能異常,會導致很多病癥的出現或者加重。針對T細胞的基因改造,對于癌癥的免疫治療、艾滋病、免疫缺陷病、自身免疫病,都可能會帶來新的希望。美國加州舊金山的科學家們使用CRISPR/Cas9系統成功改造了人類T細胞基因組,相關進展發表在《美國科學院院刊》。他們利用Cas9對初級淋巴細胞的成功改造,是基因工程治療真正用于疾病治療的開端,具有里程碑式的意義。

針對T淋巴細胞的基因改造的設想早已提出,并且從理論上,科學家們認為改造T淋巴細胞可能可以用于癌癥等多種疾病的治療。然而,改造T淋巴細胞的基因組并非易事,只有很少的細胞能夠完成基因組編輯。基因改造系統需要敲除T淋巴細胞內的一些基因,加入一些基因進入基因組,還需要修復一些突變的基因位點。的這個研究,使用Cas9系統,引起CXCR4蛋白的編碼基因被隨機插入堿基或者堿基丟失突變,而表達降低。這種CXCR4蛋白是HIV病毒識別T淋巴細胞的關鍵因子。而且,他們還使用Cas9系統引入堿基突變,可以在初級淋巴細胞中改造CXCR4和PD-1的基因。可以導致這兩種蛋白質表達下降。PD-1蛋白的表達下降可以導致T淋巴細胞更好地識別惡性癌細胞,增加免疫系統的抗癌能力。實驗使用的Cas9系統的核酸酶(RNPs)是在細胞外組裝完成的,然后使用電擊穿孔的方法,導致細胞膜增加通透性,核酸酶進入細胞后完成基因改造。

通過Cas9改造后,有大約40%的細胞CXCR4蛋白表達下調。使用深度測序的方法分析這些細胞的基因組發現,他們的Cas9改造實現了20%的基因編輯效率。即使用50pmol和100pmol的同源定向修復模板(HDR),分別可以到達22%和18%的細胞被成功改造并蛋白表達下降。這表明了這個系統可以很完成針對T淋巴細胞的基因組改造(基因敲除和基因嵌入)。針對改造成功和未成功改造的T淋巴細胞,使用針對低CXCR4表達量的特性選出那些基因編輯過的細胞。富集之后的細胞,通過某些處理,再重新導入人體,可能可以作為抗腫瘤或者艾滋病的新的免疫治療方法。

使用Cas9系統針對T淋巴細胞基因組的改造,比起針對胚胎的基因改造的倫理問題更小。因為,改造的這些細胞一般不會傳遞到下一代,因此審核不會太嚴格。此外,還有很多醫藥公司等著這樣的基因改造,而針對T淋巴細胞改造后設法輸入人體的研究已經有了很多的技術積累。這個研究的作者們認為,在更加嚴謹地完成基因改造和充分考慮安全性之后,就可以很快用于臨床的實驗,因此在治療癌癥、艾滋病和自身免疫病等領域將會有著非常光明的前景hzC363Hu    人染色框同源物3(CBX3)ELISA試劑盒原理    ELISA Kit for Chromobox Homolog 3 (CBX3) 
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