Cell,Rep：利用CRISPR有助HIV治愈方法開發(fā)

妙手生春 2024-05-28 17:57:40

Cell,Rep：利用CRISPR有助HIV治愈方法開發(fā)

2016年10月18日訊在一項新的研究中，來自美國加州大學(xué)舊金山分校等機(jī)構(gòu)的研究人員利用一種新開發(fā)的基因編輯系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)讓人免疫細(xì)胞抵抗HIV感染的基因突變

。他們基于這種被稱作CRISPR/Cas9的基因編輯系統(tǒng)的改進(jìn)版構(gòu)建出高通量細(xì)胞編輯平臺

，從而允許他們測試許多種不同的讓免疫細(xì)胞抵抗HIV的基因變化

。

基因編輯為治愈HIV提供可能

盡管自從上個世紀(jì)八十年代以來

，利用抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物治療和控制HIV的能力已取得重大進(jìn)展

，但是仍然沒有治愈這種病毒感染的方法，而且每年有上百萬新增的HIV感染者。一旦這種病毒侵入病人的免疫系統(tǒng)

，它就能夠無限期地隱藏在細(xì)胞自身的DNA中，而且利用當(dāng)前的技術(shù)也不可能檢測到或摧毀掉它

。因此，病人在一生當(dāng)中必需繼續(xù)服用抗逆轉(zhuǎn)錄病毒藥物

。

然而

，并不是每個人都對HIV敏感

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？茖W(xué)家們已從體內(nèi)的免疫細(xì)胞似乎天然地抵抗HIV感染的一些人身上獲得靈感，希望有朝一日對HIV病人的免疫系統(tǒng)進(jìn)行基因編輯來模擬這些HIV抵抗者體內(nèi)的生物學(xué)特征

。

論文共同第一作者Judd F. Hultquist博士說

，“已有大量的努力對抵抗HIV感染的人的基因組進(jìn)行測序來發(fā)現(xiàn)讓這些人對這種病毒產(chǎn)生免疫抵抗力的基因突變

。但是有很多不同的基因可能參與其中：一些基因控制這種病毒侵入免疫細(xì)胞的能力

，其他的基因控制這種病毒如何誘導(dǎo)宿主細(xì)胞表達(dá)它的基因

。在此之前，還沒有方法來測試哪些基因突變實際上讓人初始T細(xì)胞產(chǎn)生抵抗性

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！?/p>

開發(fā)基于CRISPR的平臺旨在加快尋找治愈方法

盡管T細(xì)胞是免疫系統(tǒng)中的主要抵抗者

，但是它們是脆弱的---僅能夠在體外存活幾周的時間

。去年，加州大學(xué)舊金山分校微生物學(xué)與免疫學(xué)助理教授Alexander Marson博士和Marson實驗室博士后研究員Kathrin Schumann博士通過在試管中事先構(gòu)建CRISPR/Cas復(fù)合體，隨后將它加入到新捐獻(xiàn)的人初始T細(xì)胞中

，從而首次成功地利用這種工具在這些T細(xì)胞中準(zhǔn)確地進(jìn)行DNA序列替換

。

在這項新的研究中

，Schumann和Hultquist對這種CRISPR技術(shù)加以改進(jìn)：設(shè)計一種自動化系統(tǒng)對T細(xì)胞進(jìn)行高通量地和平行地基因編輯

。這種新方法允許研究人員讓來自健康志愿者體內(nèi)的上萬個T細(xì)胞中的不同候選基因發(fā)生突變，接著讓這些發(fā)生突變的細(xì)胞接觸HIV病毒

，隨后利用這些細(xì)胞進(jìn)行篩選以便發(fā)現(xiàn)哪些突變能夠阻斷HIV感染

。

這種CRISPR系統(tǒng)的一種關(guān)鍵特征是它的快速

，這是因為捐獻(xiàn)的T細(xì)胞僅在體外存活兩到三周的時間

。Krogan說，“如果我們想要開始對T細(xì)胞進(jìn)行基因編輯

，將它們移植回病人體內(nèi)進(jìn)行治療

。我認(rèn)為這將是如何快速地

、安全地和高效地這么做的金標(biāo)準(zhǔn)

。”

研究人員利用這種新技術(shù)讓基因CXCR4和CCR5發(fā)生突變

，其中這兩個基因編碼不同的HIV病毒毒株用來潛入和感染免疫細(xì)胞的受體分子，也是之前的細(xì)胞療法臨床試驗中的靶標(biāo)

。讓其中的任何一個基因失活會成功地阻斷相關(guān)的HIV毒株對人T細(xì)胞的感染

。

進(jìn)一步的實驗表明同時地阻斷HIV病毒侵入T細(xì)胞所需的一個基因和這種病毒在這種T細(xì)胞中存活和繁殖所需的另一個基因為T細(xì)胞構(gòu)建一種雙層安全系統(tǒng)是可行的。

為了證實這種新的高通量技術(shù)的效率和力量，研究人員也開發(fā)出146種不同的基于CRISPR的基因編輯

，其中每種基因編輯旨在讓45個與HIV整合到宿主細(xì)胞中的能力相關(guān)聯(lián)的基因中的一個基因失活。他們鑒定出幾個基因的缺失會導(dǎo)致HIV抵抗性，其中的一些基因被之前的研究所預(yù)測

，而其他的基因之前從沒有直接與HIV感染相關(guān)聯(lián)

。

用于傳染病研究的冰山一角

研究人員計劃利用這種新的平臺鑒定出HIV病毒生命周期中的其他弱點

。他們也想要能夠引入更多的微小突變，如在HIV抵抗性的病人體內(nèi)報道的那些可能剛好足夠改變細(xì)胞功能以便產(chǎn)生HIV抵抗性而不用完全地讓基因失活和阻斷細(xì)胞功能的突變。

然而

，他們更大的希望是這種系統(tǒng)將有更加廣泛的應(yīng)用

，而不僅僅是用于HIV中

，而且最終被全世界的實驗室用來研究它們所選擇的病毒。

和病毒打基因戰(zhàn)
，利用CRISPR/Cas9剔除愛滋病基因

將 *** 改造為攜帶藥物的載具用于治療婦科癌癥Google人工智慧篩檢乳癌，比病理醫(yī)師更準(zhǔn)確推翻過去觀點科學(xué)家發(fā)現(xiàn)大腦竟同時儲存兩份記憶傷嘆易老青春

？麻省理工研發(fā)立可貼皮膚輕松恢復(fù)臉頰彈性一直以來

，讓人們聞之色變的愛滋病

，即將有新的治療方式了

。由Kamel Khalili帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊，在<<Gene Therapy>>上發(fā)表了一篇研究

，這是他們第一次成功的將HIV病毒基因

，從帶有愛滋病病毒基因的老鼠基因組內(nèi)去除

。

H IV 病毒DNA 會永遠(yuǎn)嵌入病患感染細(xì)胞中

愛滋病全名為后天免疫缺乏癥候群(Acquired Immune Deficiency Syndrome

，AIDS)

，因人類免疫缺陷病毒(Human Immunodeficiency Virus，HIV)的感染所引起

，HIV病毒是反轉(zhuǎn)錄病毒

，在感染人類時會將自己的遺傳物質(zhì)反轉(zhuǎn)錄成為DNA

，再嵌入人類細(xì)胞的DNA中

，利用人類本身的系統(tǒng)

，大量制作出病毒

，破壞免疫系統(tǒng)，導(dǎo)致人體無法抵擋其他疾病

。而嵌入人類DNA中的病毒基因則會一直潛伏在人類細(xì)胞中

。

利用CRISPR/CAS9 編修基因

，剔除體內(nèi)HIV 病毒基因

由Kamel Khalili帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊嘗試使用基因編輯的方式來治療愛滋病

。幾年前，他們使用基因編輯工具 CRISPR/Cas9成功的剔除來自愛滋病患的細(xì)胞

。然而

，只有細(xì)胞實驗的數(shù)據(jù)尚不足以發(fā)展一種新的療法

，因此這次他們嘗試使用活體動物來進(jìn)行試驗

。他們使用大鼠(rats)及小鼠(mouse)兩種模式動物進(jìn)行試驗，首先，研究團(tuán)隊設(shè)計了一段HIV的基因

，透過分子技術(shù)

，讓老鼠體內(nèi)幾乎所有細(xì)胞都被嵌入HIV基因

，模擬人類感染的情況

，接著再設(shè)計針對HIV病毒基因的CRISPR/Cas9

，將其透過老鼠尾部的靜脈注射進(jìn)入血液

，利用基因編輯的方式，來改變HIV病毒感染的足跡

。CRISPR厲害的地方在于

，他能夠十分精確的剔除目標(biāo)病毒基因

，并讓動物體本身的DNA完好無缺。

治療方式簡單有效

Cell,Rep：利用CRISPR有助HIV治愈方法開發(fā)

Cell,Rep：利用CRISPR有助HIV治愈方法開發(fā)

和病毒打基因戰(zhàn)，利用CRISPR/Cas9剔除愛滋病基因

艾滋病能治愈嗎？

和病毒打基因戰(zhàn)
，利用CRISPR/Cas9剔除愛滋病基因

艾滋病能治愈嗎
？