【重磅】新“基因魔剪”按需敲入长DNA序列，或可治疗多突变疾病

2020年，CRISPR技术获得诺贝尔化学奖。并且这项奖励颁发给了发现这项技术的两位伟大女性科学家——加州大学伯克利分校的教授Jennifer Doudna和德国马普感染生物学研究所教授Emmanuelle Charpentier。自此，CRISPR技术广泛应用于各种疾病治疗中。

治疗遗传疾病

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2019年2月，研究人员首次使用基于CRISPR的离体疗法治疗遗传疾病，在德国治疗了一名β地中海贫血患者。2020 年，CRISPR取得了第一次人类临床实验胜利，研究人员使用CRISPR-Cas9治疗了一种遗传性转甲状腺素蛋白 (TTR) 淀粉样变性的基因病。

这是一种由基因TTR中单个DNA字母突变引起的致命疾病；当TTR基因发生突变时，这种病人的体内会不断产生一种错误折叠的 TTR 蛋白，这种TTR蛋白会积聚并损害患者的神经和心脏。接着，患者自身的肝细胞能够吸收这些颗粒，并制造CRISPR成分，从而在TTR基因处剪断两条DNA链，引导细胞的修复系统修复伤口，使TTR基因失效。

助力CAR-T疗法

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不久前，哈佛大学医学院麻省总医院的研究人员在国际顶尖学术期刊《Nature》上发表了题为：CAR T cell killing requires the IFNγR pathway in solid but not liquid tumours 的研究论文。该研究通过CRISPR全基因组筛选发现，在胶质母细胞瘤中，γ-干扰素受体（IFNγR）信号通路是CAR-T细胞充分粘附所必需的，该基因的缺失将导致肿瘤细胞对CAR-T细胞的杀伤更具耐药性。

这些研究结果表明，增强 CAR-T 细胞和肿瘤细胞之间的结合相互作用可能会改善实体肿瘤的治疗效果。总而言之，这项研究表明，血液类肿瘤和实体肿瘤与CAR-T细胞的相互作用是通过不同的细胞通路介导的，对于胶质母细胞瘤而言，IFNγR信号通路对CAR-T细胞在肿瘤细胞上粘附是十分关键的，同时也可能是实体肿瘤对CAR-T细胞疗法具有耐药性的重要原因。

RNA基因治疗

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2021年 5 月3日，《Nature-Methods》期刊在线发表了题为《利用未获培养的自然微生物中发现新型紧凑型CRISPR-Cas13系统进行可编程RNA编辑》的研究论文，该研究由中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）、上海脑科学与类脑研究中心、神经科学国家重点实验室杨辉研究组和中国农业大学农学院赖锦盛团队合作完成。该研究通过对微生物大规模宏基因组数据进行计算分析发现两类新的CRISPR/Cas13系统，通过功能实验和工程化改造开发了一套高效率、高特异性的RNA编辑工具，该工具对开发基于RNA编辑的基因治疗手段具有重要的促进作用。

该工作成功从未获培养微生物宏基因组数据中鉴定到了两个新的Cas13系统，极大地丰富了Cas13家族的多样性。而且通过大量实验证明了Cas13X.1在RNA编辑方面具有非常大的应用潜力，小尺寸很好地解决了Cas13体内递送的问题，有望在未来成为一种高效安全的RNA治疗方法，为疾病(尤其是罕见病)的基因治疗提供更多的选择。

迈出了一大步

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此次开发的新工具，可切除有缺陷的基因并用新基因替换它，而不会引起任何双链DNA断裂。研究人员专注于丝氨酸整合酶，它可插入大块DNA，大至50000个碱基对。这些酶以称为附着位点的特定基因组序列为目标，这些序列起到“着陆点”的作用。当在宿主基因组中找到正确的着陆点时，它们就会与之结合。

研究团队意识到，将这些酶与插入正确着陆位点的CRISPR-Cas9系统相结合，可轻松地对强大的插入系统进行重新编程。一旦结合了着陆点，整合酶就会出现并将其更长的DNA有效载荷插入到该位点的基因组中。研究人员表示，这朝着实现可编程插入DNA梦想迈出了一大步。该技术还可用于治疗由缺陷基因引起的血液疾病，例如血友病和亨廷顿氏病。（转化医学网360zhyx.com）

参考资料：

https://www.nature.com/articles/s41587-022-01527-4

http://digitalpaper.stdaily.com/http_www.kjrb.com/kjrb/html/2022-11/28/content_545147.htm?div=-1

https://m.thepaper.cn/baijiahao_12521941

注：本文旨在介绍医学研究进展，不能作为治疗方案参考。如需获得健康指导，请至正规医院就诊。