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新型基因編輯技術(shù)“PNAs”與“CRISPR”一決高下
  • 發(fā)布日期:2018-08-06      瀏覽次數(shù):1461
    • 據(jù)估計(jì),每年800萬兒童患有嚴(yán)重的遺傳疾病或出生缺陷。妊娠期間可以通過羊膜穿刺術(shù)檢測胎兒是否患有遺傳疾病,但是,在出生前沒有醫(yī)療選擇可以糾正這些遺傳錯(cuò)誤。

       

      胚胎發(fā)育早期,許多干細(xì)胞快速分裂。“如果我們能早點(diǎn)糾正一個(gè)基因突變,就能顯著地減少突變對(duì)嬰兒發(fā)育的影響,甚至可以治愈這種疾病,”卡耐基梅隆大學(xué)醫(yī)學(xué)院化學(xué)教授Danith Ly說。

       

      研究人員采用Ly課題組研發(fā)的基于肽核酸(peptide nucleic acids,PNAs)的基因編輯技術(shù),使用FDA批準(zhǔn)的納米顆粒將與供體DNA配對(duì)的PNA分子遞送至遺傳突變位點(diǎn)。當(dāng)PNA-DNA復(fù)合體識(shí)別出突變時(shí),PNA分子與DNA結(jié)合并解開它的兩條鏈,讓供體DNA與有缺陷的DNA結(jié)合,促使細(xì)胞DNA修復(fù)途徑發(fā)揮作用,從而糾正錯(cuò)誤。此前這種技術(shù)也曾用于治療β地中海貧血癥。

      Danith Ly 課題組

       

      新研究中,科學(xué)家使用類似羊膜穿刺的技術(shù),將PNA復(fù)合物注入孕鼠羊水,腹內(nèi)小鼠攜帶β珠蛋白突變的β地中海貧血。妊娠期間,只注射一次PNA就能糾正6%的突變,這6%的錯(cuò)誤糾正可顯著改善小鼠出生后β地中海貧血疾病癥狀,甚至足以使小鼠被視為治愈。在子宮里接受PNA治療的小鼠血紅蛋白水平恢復(fù)正常范圍,脾腫大減少,存活率增加。

      Gamma-PNA molecule

       

      研究人員還指出,治療沒有脫靶影響,暗示這種方法可能比其他基因編輯技術(shù)(如CRISPR/Cas9)更可取,因?yàn)镃RISPR/Cas9有可能錯(cuò)誤地破壞正常DNA。

       

      “CRISPR雖然更容易操作,但脫靶效應(yīng)使它對(duì)臨床治療不一定有用,”Ly說。“在治療疾病方面,PNA技術(shù)更為理想。它不切斷DNA,它只與DNA結(jié)合,修復(fù)不正常的東西。當(dāng)我們使用PNA基因編輯技術(shù)時(shí),我們檢查了5000萬個(gè)樣本,沒有發(fā)現(xiàn)一個(gè)異常修改錯(cuò)誤。”

       

      研究人員認(rèn)為,在妊娠期間多次治療,這種技術(shù)可能會(huì)取得更高的成功率。他們也希望看到它應(yīng)用于其他疾病。

      原文檢索:

      In utero nanoparticle delivery for site-specific genome editing(轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng))

    魏經(jīng)理
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