科学子期刊:使用CRISPR

来源：原创网站2022-01-31 23:57

在一项新的研究中，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员在小鼠的中枢神经系统中使用了一种靶向CRISPR技术，以关闭可能导致ALS和亨廷顿舞蹈症的突变蛋白的产生。

2022年1月31日/Bion/-如肌萎缩侧索硬化(ALS)或亨廷顿舞蹈病等神经退行性疾病所示，单基因突变可产生深远影响。在一项新的研究中，伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究人员在小鼠的中枢神经系统中使用了一种靶向CRISPR技术，以关闭可能导致ALS和亨廷顿舞蹈症的突变蛋白的产生。相关研究成果于2022年1月19日发表在《科学进展》杂志上，标题为“crispr-CAS 13在神经系统中的靶向基因沉默”。本文作者是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校生物工程教授托马斯加伊博士。

与流行的DNA编辑技术CRISPR-Cas9不同，这种新方法使用CRISPR-Cas13，它可以靶向信使RNA (mRNA)，信使RNA由DNA转录而来，携带蛋白质蓝图。在这项新的研究中，这些作者开发了Cas13系统，该系统靶向并切割编码导致ALS和亨廷顿舞蹈症的突变蛋白的mRNA，并在不干扰细胞DNA的情况下有效沉默突变基因。

该论文的合著者、伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究生科林林(Colin Lim)说，“靶向RNA而不是DNA有一些独特的优势，包括理论上RNA在细胞中的作用可以逆转，因为RNA是一种短暂的分子。因为Cas13酶只针对RNA，所以它将任何永久性的非目标突变引入DNA的风险最小。”

这些作者将CRISPR-Cas13系统注射到基因突变导致ALS或亨廷顿舞蹈症的小鼠的中枢神经系统中。腺相关病毒(AAV)将这种核糖核酸靶向系统输送到细胞中。Gaj说，AAV是一个很有前途的工具，部分原因是它可以进入脊髓和大脑的细胞。

来自瘤胃黄藻的Cas13d(RfxCas13d)被编程为靶向hSOD1。图像来自

这些作者发现CRISPR-Cas13有效地减少了这两种疾病的神经系统中突变蛋白的数量——尤其是ALS小鼠脊髓中的SOD1蛋白和亨廷顿舞蹈症小鼠大脑中的亨廷顿蛋白。SOD1突变蛋白的减少也与更好的治疗效果有关。与未治疗的小鼠相比，注射CRISPR-Cas13的ALS小鼠疾病进展较慢，存活率较高，握力和运动技能下降较慢。

Gaj说，“在我们的实验中，Cas13的特异性一般与我们测试的更成熟的基因沉默模式的特异性相同。然而，确定Cas13在人体细胞中的特异性和安全性仍然是该领域的一个关键问题。”

这些作者说，这项研究提供了关键证据，表明CRISPR-Cas13可以抑制神经系统中的靶基因，这是基于这项技术的靶向治疗最终发展的关键一步。然而，他们表示，需要进一步的研究来更好地了解Cas13在哺乳动物细胞中的功能，尤其是它是否可能靶向意想不到的RNA序列或引起免疫反应。

他补充说，“我们很兴奋能探索Cas13和其他靶向RNA的CRISPR酶的潜力。然而，这项技术仍处于起步阶段。许多关于其特异性和切割非靶RNA能力的重要问题需要回答，所有这些都将有助于指导其改进和未来的使用。”(100yiyao.com 100医疗网)

参考文献：

杰克逊鲍威尔等人。科学进展，2022，doi:10.1126/sciadv.abk2485。

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