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

中國研發(fā)出基因編輯系統(tǒng)控制新技術(shù)：實(shí)現(xiàn)對癌細(xì)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(xiàng)新技術(shù)可高效控制CRISPR——Cas9基因編輯系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對癌細(xì)胞的定向干預(yù)。

近年迅猛發(fā)展的CRISPR--Cas9系統(tǒng)具有很強(qiáng)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(shí)施靶向基因功能操作，兩者協(xié)同實(shí)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(bǔ)結(jié)合核酸適配體RNA莖部序列與CRISPR--Cas9系統(tǒng)中sgRNA負(fù)責(zé)識別靶基因的序列，實(shí)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(xì)胞，但往往會(huì)傷及無辜正常細(xì)胞，引起極大副作用。對于基因突變導(dǎo)致細(xì)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(xì)胞內(nèi)信號流動(dòng)方向，有效干預(yù)癌細(xì)胞的多種“惡性”行為，啟動(dòng)這些細(xì)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(xì)胞驗(yàn)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(shí)現(xiàn)的，而由于正常細(xì)胞不存在癌細(xì)胞特有分子，因此它們基本不受影響?！?/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(xì)胞、納米顆粒等等。未來如果成功，將能夠進(jìn)一步提升這種工具的抗癌效應(yīng)，并且也能拓展到多個(gè)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?！?/p>

crispr/cas9簡介

CRISPR/Cas9 是細(xì)菌和古細(xì)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(xì)胞變成卵細(xì)胞
當(dāng)?shù)貢r(shí)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(huì)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(xì)情況。
該技術(shù)包括首先從雄性老鼠身上提取皮膚細(xì)胞，然后將其轉(zhuǎn)化成類似干細(xì)胞的狀態(tài)，以創(chuàng)建所謂的誘導(dǎo)性多能干細(xì)胞（iPS cells）——一種可以轉(zhuǎn)化為其他類型細(xì)胞的細(xì)胞。因?yàn)樵撈つw細(xì)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(tuán)隊(duì)剔除了其中的Y染色體，再向另一個(gè)細(xì)胞“借來”一個(gè)X染色體，然后將兩個(gè)X染色體巧妙地“粘”在一起。這一流程使得干細(xì)胞變成卵細(xì)胞。
“這其中最大的訣竅就是X染色體的復(fù)制。”林克彥教授說，“我們真的試圖建立一個(gè)系統(tǒng)來復(fù)制X染色體。”
最后，擁有兩個(gè)X染色體的這些細(xì)胞被放置在一個(gè)卵巢類器官中進(jìn)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(gè)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(huì)有一個(gè)正常的壽命，并在成年后得以繼續(xù)生育后代?！八鼈兛雌饋磉€不錯(cuò)，在正常生長，以后能夠成為父親。”林克彥教授表示。實(shí)驗(yàn)中約1%的生產(chǎn)成功率低于用正常女性卵細(xì)胞能夠達(dá)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?jiǎng)訖C(jī)是希望能夠?yàn)轭净疾辉胁挥Y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(gè)或部分缺失的情況。
他繼續(xù)補(bǔ)充，目前，這項(xiàng)研究仍處于早期階段，卵細(xì)胞的質(zhì)量不高?！凹词乖诶鲜笊砩蠈?shí)驗(yàn)，卵細(xì)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(shí)間。”他表示。
同時(shí)，在這個(gè)階段，技術(shù)還不能安全地用于人類。但是，他認(rèn)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(rèn)為這一時(shí)間估計(jì)過于樂觀，因?yàn)槟壳霸趯?shí)驗(yàn)室條件下還未能從女性細(xì)胞中創(chuàng)造出可行的人類卵細(xì)胞。并且，也有科學(xué)家提出，人類的細(xì)胞需要更長的培養(yǎng)時(shí)間來產(chǎn)生一個(gè)成熟的卵細(xì)胞，這可能會(huì)增加細(xì)胞獲得不必要的遺傳變化的風(fēng)險(xiǎn)。
此外，林克彥教授還提出對社會(huì)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(xì)胞來創(chuàng)造一個(gè)嬰兒?！霸诩夹g(shù)上這是可能的。但是我不太確定在現(xiàn)在這個(gè)階段，它是否安全或?yàn)樯鐣?huì)所接受?！彼a(bǔ)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(rèn)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?！翱茖W(xué)家從不說永遠(yuǎn)，原則上，實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在老鼠身上完成了，當(dāng)然它可能在人類身上實(shí)現(xiàn)。但我可以預(yù)見到未來（該技術(shù)）會(huì)遇到很多挑戰(zhàn)，我無法預(yù)測（克服它們）將花費(fèi)多少年?！?br>紅星新聞?dòng)浾?王雅林 實(shí)習(xí)生 王慕寧

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