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中國研發(fā)出基因編輯系統(tǒng)控制新技術(shù):實現(xiàn)對癌細胞的定向干預(yù)

夕陽紅 2024-06-03 03:29:11

中國研發(fā)出基因編輯系統(tǒng)控制新技術(shù):實現(xiàn)對癌細胞的定向干預(yù)

2016年09月09日訊 英國《自然·方法學(xué)》期刊網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表論文說

,他們開發(fā)的一項新技術(shù)可高效控制CRISPR——Cas9基因編輯系統(tǒng),從而實現(xiàn)對癌細胞的定向干預(yù)

近年迅猛發(fā)展的CRISPR--Cas9系統(tǒng)具有很強的基因編輯和調(diào)控能力

,通過sgRNA的精確“制導(dǎo)”和cas9核酸酶實施靶向基因功能操作
,兩者協(xié)同實現(xiàn)編輯和調(diào)控能力。這一系統(tǒng)已在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)等多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用
,然而其在應(yīng)用過程中仍有許多方面尚待完善
,如避免“使用失控”和“過度編輯”等問題。

深圳市第二人民醫(yī)院的研究人員通過互補結(jié)合核酸適配體RNA莖部序列與CRISPR--Cas9系統(tǒng)中sgRNA負責(zé)識別靶基因的序列

,實現(xiàn)了對CRISPR--Cas9系統(tǒng)的控制
,形成一套可精確調(diào)控基因激活、抑制和切割等多重功能的新技術(shù)

傳統(tǒng)方法主要借助外部“力量”來消滅癌細胞

,但往往會傷及無辜正常細胞,引起極大副作用
。對于基因突變導(dǎo)致細胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)異常的癌癥
,研究人員利用新技術(shù)能夠控制癌細胞內(nèi)信號流動方向
,有效干預(yù)癌細胞的多種“惡性”行為,啟動這些細胞自身的死亡程序

研究人員已利用包括膀胱癌在內(nèi)的多種類型癌細胞驗證了這套新工具的有效性

。論文第一作者、深圳市第二人民醫(yī)院的劉宇辰對新華社記者說:“這是過去傳統(tǒng)研究方法所不容易或無法實現(xiàn)的
,而由于正常細胞不存在癌細胞特有分子
,因此它們基本不受影響?div id="4qifd00" class="flower right">
!?/p>

論文通訊作者

、深圳市第二人民醫(yī)院的黃衛(wèi)人說:“課題組正測試一些體內(nèi)基因輸送系統(tǒng)的有效性和生物安全性,如工程化大腸桿菌
、溶瘤病毒
、免疫細胞、納米顆粒等等
。未來如果成功
,將能夠進一步提升這種工具的抗癌效應(yīng),并且也能拓展到多個領(lǐng)域
,包括癌癥
、糖尿病等多種疾病的精準(zhǔn)治療方案也有望得到改變?div id="4qifd00" class="flower right">
!?/p>

crispr/cas9簡介

CRISPR/Cas9 是細菌和古細菌在長期演化過程中形成的一種適應(yīng)性免疫防御

,可用來對抗入侵的病毒及外源DNA。CRISPR/Cas9 系統(tǒng)通過將入侵噬菌體和質(zhì)粒 DNA 的片段整合到 CRISPR 中
,并利用相應(yīng)的 CRISPR RNAs(crRNAs)來指導(dǎo)同源序列的降解
,從而提供免疫性。

最新的基因編輯技術(shù)有哪些優(yōu)勢呢

成功讓雄性老鼠體細胞變成卵細胞
當(dāng)?shù)貢r間3月8日,在英國倫敦召開的第三屆人類基因組編輯國際峰會上

,來自日本九州大學(xué)的林克彥(Katsuhiko Hayashi
,音譯)教授介紹了該研究的詳細情況。
該技術(shù)包括首先從雄性老鼠身上提取皮膚細胞
,然后將其轉(zhuǎn)化成類似干細胞的狀態(tài)
,以創(chuàng)建所謂的誘導(dǎo)性多能干細胞(iPS cells)——一種可以轉(zhuǎn)化為其他類型細胞的細胞。因為該皮膚細胞從雄性老鼠身上提取
,因此具有XY染色體
。林克彥教授的團隊剔除了其中的Y染色體,再向另一個細胞“借來”一個X染色體
,然后將兩個X染色體巧妙地“粘”在一起
。這一流程使得干細胞變成卵細胞

“這其中最大的訣竅就是X染色體的復(fù)制?div id="d48novz" class="flower left">
!绷挚藦┙淌谡f
,“我們真的試圖建立一個系統(tǒng)來復(fù)制X染色體?div id="d48novz" class="flower left">
!?br>最后
,擁有兩個X染色體的這些細胞被放置在一個卵巢類器官中進行培養(yǎng),從而形成卵子
。當(dāng)與正常精子受精后
,科學(xué)家們獲得了大約600個胚胎,并將其植入代孕老鼠體內(nèi)
。最終
,代孕老鼠誕生了7只小鼠幼崽。
這些小老鼠看起來很健康
,會有一個正常的壽命
,并在成年后得以繼續(xù)生育后代?div id="d48novz" class="flower left">
!八鼈兛雌饋磉€不錯
,在正常生長,以后能夠成為父親
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!绷挚藦┙淌诒硎?div id="4qifd00" class="flower right">
。實驗中約1%的生產(chǎn)成功率低于用正常女性卵細胞能夠達到的5%的成功率

不孕不育癥患者的新希望?
現(xiàn)階段該技術(shù)還不能安全用于人類
林克彥教授表示
,該研究的主要動機是希望能夠為罹患不孕不育癥的夫妻提供一種生育治療方法
,例如患有特納綜合征的婦女,她們拷貝的X染色體有一整個或部分缺失的情況

他繼續(xù)補充
,目前,這項研究仍處于早期階段
,卵細胞的質(zhì)量不高
。“即使在老鼠身上實驗
,卵細胞的質(zhì)量也存在很多問題
。因此,在考慮將其作為一種生育治療方法之前
,我們必須克服這些問題
,這可能需要很長的時間
。”他表示

同時
,在這個階段,技術(shù)還不能安全地用于人類
。但是
,他認為這一問題能夠在10年內(nèi)得到解決。然而
,部分科學(xué)家認為這一時間估計過于樂觀
,因為目前在實驗室條件下還未能從女性細胞中創(chuàng)造出可行的人類卵細胞。并且
,也有科學(xué)家提出
,人類的細胞需要更長的培養(yǎng)時間來產(chǎn)生一個成熟的卵細胞,這可能會增加細胞獲得不必要的遺傳變化的風(fēng)險

此外
,林克彥教授還提出對社會是否能夠接受這一技術(shù)的擔(dān)憂。他并不贊同男性用自己的精子和人工制造的卵細胞來創(chuàng)造一個嬰兒
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!霸诩夹g(shù)上這是可能的。但是我不太確定在現(xiàn)在這個階段
,它是否安全或為社會所接受
。”他補充到
。林克彥教授已經(jīng)向科學(xué)雜志《自然》提交了這一研究

中國科學(xué)院的王浩義教授認為,在考慮將該技術(shù)應(yīng)用于臨床之前
,還有很長的路要走
。“科學(xué)家從不說永遠
,原則上
,實驗已經(jīng)在老鼠身上完成了,當(dāng)然它可能在人類身上實現(xiàn)
。但我可以預(yù)見到未來(該技術(shù))會遇到很多挑戰(zhàn)
,我無法預(yù)測(克服它們)將花費多少年?div id="jpandex" class="focus-wrap mb20 cf">!?br>紅星新聞記者 王雅林 實習(xí)生 王慕寧

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