Crispr在成人哺乳动物中治疗遗传症

研究人员使用CRISPR来治疗Duchenne肌营养不良的成年小鼠模型。这一标志着Crispr在充分发达的生活哺乳动物内成功地治疗了遗传疾病，这是一种具有潜力转化为人类治疗的策略。

来自Duke University的研究人员曾使用过Crispr纠正基因突变在来自Duchenne患者的培养细胞中，在实验室环境中，其他实验室在单细胞胚胎中纠正了基因。但后一种方法目前是一种不道德的人类尝试，并且前者面临许多障碍物将处理过的细胞恢复到肌肉组织中。

另一种方法，涉及通过剧本对受影响的组织进行捣碎基因治疗技术，也面临挑战，特别是在交付中。在新的研究中，Duke大学的研究人员通过使用称为腺相关病毒或AAV的非致病载体来克服几个这些障碍，以提供基因编辑系统。

本文将于2015年12月31日出现科学。

杜克大学生物医学工程副教授的Gersbach表示：“最近对人类胚胎中纠正人类胚胎中的遗传突变进行了纠正遗传突变的讨论，”杜克大学生物医学工程副教授Gersbach表示，对这种方法的伦理造成的显着担忧。“但使用CRISPR来纠正病人受影响的患者的遗传突变不在辩论下。这些研究表明这一条可能的道路，但仍有相当大的工作要做。”

Duchenne肌营养不良是由身体产生肌醇蛋白的能力的问题引起的，这是一种长蛋白质链，其将肌纤维内部与其周围的支撑结构结合。染源蛋白由含有79个蛋白质编码区的基因进行编码，称为外显子。如果任何一个外显子获得衰弱的突变，那么链条就没有建成。

没有患制素提供支持，肌肉往往会撕裂并缓慢恶化。

Duchenne影响了5,000名新生儿男性中的一个。大多数患者乘坐10岁的轮椅约为10岁，不要超越20多岁或30岁。突变在X染色体上，所以具有两个X染色体的女性儿童应具有至少一个基因的功能拷贝。

Gersbach一直在努力为Duchenne的潜在遗传治疗，以自2009年在Duke开始他的实验室以来，他的实验室最近开始关注Crispr / Cas9-A修饰的细菌防御系统，这些细菌防御系统的靶向和切片分开DNA的细菌防御系统熟悉的入侵病毒。

虽然Gersbach在培养的患者细胞中取得了成功，但通过使用膜在其膜中的冲孔中进行振荡来提供CRISPR系统，而这种策略在患者的肌肉组织中并不实用。

“基因编辑的主要障碍是交付。我们知道基因需要解决某些疾病的基因，但是获得了他们需要去的基因编辑工具是一个巨大的挑战，”Gersbach的实验室的研究员领导的研究员克里斯尼尔森说工作。“我们现在要做的最好的方式是利用病毒，因为他们已经花了数十亿年的发展，以弄清楚如何将自己的病毒基因进入细胞。”

尼尔森和Gersbach开始致力于包装基因编辑进入AAV的工具 - 今天提供基因的最受欢迎的病毒。他们通过与AAV专家Aravind Asokan的合作协助，北卡罗来纳大学山丘大学医学院和密苏里大学医学院的东升段副教授。段还提供了悠久的历史悠久的神经肌肉障碍的基因治疗的历史悠久的专业知识。

为了使用病毒作为基因治疗的递送载体，研究人员将所有有害和复制的基因从病毒中取出并放入他们想要提供的治疗基因。迄今为止，虽然早期病毒类型的含量不适用于整合到基因组并导致问题或引发免疫反应，但AAV迄今已被证明是特殊的。这是一种病毒，许多人都暴露于无论如何，是非致病性的，但在进入细胞时仍然有效。

AAV在美国的许多晚期临床试验中使用，已被批准用于欧盟的一个基因治疗药物。还有不同的版本的AAV可以优先转到不同的组织，例如骨骼和心肌，因此研究人员可以全身递送它们。

但总有一个抓住，而且Gersbach这是一个规模的问题。

“AAV是一个非常小的病毒和CRISPR比较大，”Gersbach说。“它根本不适合，所以我们仍然有一个包装问题。”

该解决方案来自广大马萨诸塞州科技工程学院和哈佛大学研究所的调查员冯张。今年早些时候，张某描述了与常用的细菌不同的混溶系统。

在天然细菌免疫系统中，CRISPR是MUG射击，有助于鉴定靶DNA，CAS9是切割股线的刀片。研究人员通常使用的大型CAS9蛋白来自细菌物种链球菌化脓性。在细菌王国擦除后，张发现了金黄色葡萄球菌的较小的Cas9蛋白。

小到足以适应AAV内部。

在该研究中，研究人员使用了一种小鼠模型，其在肌营养不良素基因的一个外显子上具有衰弱的突变。他们编程了新的CRISPR / CAS9系统以剪掉功能失调的外显子，离开身体的天然修复系统，将剩余的基因缝制在一起，以创造一个缩短但功能型的基因。

除了用工作副本更换功能障碍外显子而更容易，更效率，只需削减弱链接就是一种在患者人口较大的血管下有效的策略。

Gersbach和他的团队首先将治疗直接递送到成年小鼠的腿部肌肉，导致恢复功能性营养蛋白和肌肉力量的增加。然后它们将CRISPR / AAV组合注入小鼠的血液中以达到每一个肌肉。结果表明，整个身体肌肉矫正，包括在心脏 - 一个主要的胜利，因为心力衰竭往往是Duchenne患者死亡的原因。

“仍然有大量的工作要做，以将其转化为人类治疗并展示安全性，”Gersbach说。但是，这些结果来自我们的第一个实验非常令人兴奋。从这里，我们将优化交付系统，评估更严重的DMD模型的方法，以及评估较大动物的效率和安全，最终目标进入临床试验。”

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