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科学家利用CRISPR基因组手术治愈失明

据估计,年龄在65岁以上的人中,几乎每十分之一就有一些与年龄有关的黄斑变性的迹象,由于人口老龄化,其患病率可能会增加。AMD是高加索人常见的一种失明形式,会导致视力失真和盲点。基础科学研究所(IBS)的基因组工程中心的科学家报告了CRISPR-Cas9在支持活体小鼠视网膜的组织层中进行“基因手术”以有效,安全地治疗该疾病的用途。该研究在《基因组研究》上发表,结合了基础研究和小鼠模型应用。

引起失明的最常见的视网膜病变是儿童的“早产儿视网膜病变”,老年人的“糖尿病性视网膜病变”和“ AMD”。在这些疾病中,会分泌异常高水平的血管内皮生长因子(VEGF)。在AMD中,VEGF引起眼睛中新血管的形成,但也导致血液和液体渗入眼睛,从而损害视网膜中央称为黄斑的区域。

注射抗VEGF药物是对抗AMD的最常见治疗方法,但每年至少需要注射七次,因为患病的视网膜色素上皮细胞不断地过度表达VEGF。IBS科学家相信,使用这种第三代基因编辑工具CRISPR-Cas9进行基因治疗可以改善这种状况,而不是采用这种侵入性治疗。基因组工程中心主任Kim Jin-Soo解释说:“注射可以解决问题,但不能解决问题的主要原因。通过编辑VEGF基因,我们可以实现长期的治愈。”

CRISPR-Cas9可以在基因组中所需的位点精确切割和校正DNA。CRISPR-Cas9系统通过在VEGF基因内部的靶位点切割DNA来工作。两年前,IBS科学家证明了CRISPR-Cas9的预组装版本,也称为Cas9核糖核蛋白(RNP)可以被递送至细胞和干细胞以修饰靶基因。预组装的复合物可以快速起作用,并在身体有时间建立针对它的免疫反应之前降解。尽管有这些优点和先前的成功,但交付预组装的CRISPR-Cas9的困难限制了其在治疗应用中的使用。

在这项研究中,研究团队成功地将CRISPR-Cas9注射到具有湿AMD的小鼠模型的眼睛中,并局部修饰了VEGF基因。最初,他们发现预先组装的CRISPR-Cas9复合物的传递比质粒形式的相同组分的传递更有效。其次,仅72小时后,该综合体就消失了。科学家评估了动物的整个基因组,发现CRISPR-Cas9复合物仅修饰了VEGF基因,而没有影响其他基因。通过观察脉络膜新生血管(CNV),在视网膜和巩膜之间形成新血管-“湿性”黄斑变性的常见问题-来监测眼部疾病的进展,研究人员发现CNV面积减少了58% 。而且,可能的副作用,即视锥功能障碍,

Kim Jin解释说:“我们已经开发出一种通过灭活AMD基因的原因之一的VEGF基因来抑制CNV的治疗方法。我们预计,未来,外科医生将能够在患者体内剪切和粘贴致病的遗传成分。” -S

虽然CRISPR-Cas9通常用于纠正导致遗传性疾病或癌症的突变,但这项研究提出了一种针对非遗传性退行性疾病的新疗法。

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