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Science:美科学家发表异种器官移植研究成果

摘要 : 2017年8月10日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志上在线发表了美国eGenesis公司主导的一篇研究论文,论文报道了异种器官移植研究成果。

2017年8月10日,国际顶尖学术期刊《Science》杂志上在线发表了美国eGenesis公司主导的一篇研究论文,论文报道了异种器官移植研究成果。该研究成果题为Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9。浙江大学动物科学学院牛冬副教授是该论文的第一作者。

猪的器官因为大小和功能与人类相似,被认为是最佳的异种器官来源供体,但猪的基因组里含有内源性逆转录病毒(porcine endogenous retroviruses,PERVs)的序列,对人类有潜在的健康风险,直接将猪的器官移植到人体,可能会导致新型疾病的传播。牛冬副教授参与的研究团队在2015年确定了猪的PK15细胞 (一种肾脏来源的猪商品细胞系)有62个PERV拷贝,并用CRISPR/Cas9技术从整个基因组中同时灭活了PERVs的所有62个拷贝,同时发现被编辑细胞的PERVs转染效率降低了超过1000倍。

在此基础上,经过一年多的探索研究,进一步发现被野生型猪细胞PERVs感染的人细胞能把PERVs传递给新的人细胞,说明PERVs可以从野生型猪细胞传染给人细胞,同时人细胞中也可以传递该病毒,这就进一步加强了在异种器官移植中需要灭活PERVs的必要性。为了研发PERVs灭活的猪,他们尝试在原代成纤维细胞系中灭活PERVs。他们首先确定了原代成纤维细胞中PERVs的拷贝数为25,然后使用CRISPR/cas9和经过各种筛选后选出的提高细胞存活力的药物得到了PERVs 25个拷贝全部灭活的成纤维细胞系,并用该细胞系进行核移植得到了PERVs全部灭活的克隆猪。经检测,从刚出生至目前已四个月龄的所有PERVs灭活猪(共37只)均没有PERVs的重新感染。该批PERVs灭活猪是世界上首次报道的可用于异种器官移植的安全供体猪,在该猪的基础上可进行下一轮的免疫相关基因编辑,最终提供可用于人类移植的异种器官。

原文链接:

Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9

原文摘要:

Xenotransplantation is a promising strategy to alleviate the shortage of organs for human transplantation. In addition to the concern on pig-to-human immunological compatibility, the risk of cross-species transmission of porcine endogenous retroviruses (PERVs) has impeded the clinical application of this approach. Earlier, we demonstrated the feasibility of inactivating PERV activity in an immortalized pig cell line. Here, we confirmed that PERVs infect human cells, and observed the horizontal transfer of PERVs among human cells. Using CRISPR-Cas9, we inactivated all the PERVs in a porcine primary cell line and generated PERV-inactivated pigs via somatic cell nuclear transfer. Our study highlighted the value of PERV inactivation to prevent cross-species viral transmission and demonstrated the successful production of PERV-inactivated animals to address the safety concern in clinical xenotransplantation.

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