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CRISPR-Cas9基因编辑技术的发展态势

来源:网络    编辑:不详   
点击:32   时间:2017-3-28 上午 09:29:42  分享到人人网 分享到开心网 分享到QQ空间

    CRISPR(Clustered regularly interspaced short palindromic repeats) 系统是细菌在噬菌体长期选择压力下进化出来的一种抵御外源DNA入侵的有效的获得性免疫机制。CRISPR-Cas系统是在细菌中发现的一种操作简单、可对多种生物的基因组进行遗传改造的工具。最初CRISPR-Cas系统被确认为是存在于细菌和古细菌中的适应性免疫系统组成部分,由CRISPR RNAs (crRNAs) Cas蛋白构成,可识别及降解入侵病毒和质粒的互补序列。现在,这一系统及其不断改进已被证实可在各种宿主细胞中实现基因编辑,是最具潜力的基因编辑工具。

     

    CRISPR-Cas9系统由单链的指导基因(single guide RNAsgRNA) 和具有核酸内切核酸酶活性的Cas9蛋白构成,通过sgRNA上携带的靶序列识别特定的DNA序列,可以对基因突变位点进行修复或实现重要基因的功能缺失。现在所广泛使用的CRISPR-Cas9系统是由IICRISPR改造而来,并应用到分子生物学的相关研究中,成为一种可用于基因组编辑的分子生物学利器。

     

    CRISPR-Cas9系统由于没有物种的限制,已经成功在小鼠、大鼠、斑马鱼、水稻等多种动物和植物中实现了基因的精确编辑。以CRISPR-Cas9为基础的基因编辑技术在一系列基因治疗的应用领域都展现出极大的应用前景,例如癌症、血液病和其他遗传疾病。

     

    癌症一直是人类面临的最主要的疾病之一,随着发病率和死亡率的不断上升,癌症已成为全世界范围内导致死亡的重要原因。2015年,Brandon等首次将CRISPR技术应用到了癌症相关的基因治疗研究,设计了一种慢病毒载体使CRISPR-Cas9 系统可以被doxycycline 进行诱导表达,并高效地对细胞进行编辑。MCL-1 基因是人淋巴瘤细胞系生长所必须的,对MCL-1基因进行体外敲除后,淋巴瘤细胞出现了明显的死亡。体内实验也证实CRISPR-Cas9系统在小鼠肿瘤模型中永久性矫正致病突变,成功缓解疾病症状。

     

    2016721日,《Nature》杂志率先报道,中国科学家有望开展全球首个CRISPR-Cas9基因编辑临床试验。20161028日,经过四川大学华西医院肿瘤学教授卢铀领衔的科研团队的努力,该院的一位肺癌患者成为首位使用CRISPR-Cas9编辑细胞治疗的病人,开启了全球首个CRISPRCas9基因编辑人体临床试验。

     

    四川大学华西医院肿瘤学教授卢铀领衔的科研团队进行的临床试验,是将受试者体内的免疫T淋巴细胞分离出来,利用CRISPR-Cas9技术进行基因编辑,选择性地敲除细胞基因中一种编码PD-1蛋白的基因,从而将T细胞潜在的对肿瘤细胞的攻击能力“激活”。在体外进行T细胞培养扩增后,再输回患者体内,用T细胞去攻击肿瘤细胞,达到预期的治疗目的。促进了CRISPR-Cas9基因编辑技术的持续加速发展

     

    CRISPR早期研究领导者之一,宾夕法尼亚大学免疫治疗专家Carl June认为,CRISPR比其他技术更加简单、高效,并将加速使基因编辑技术运用于临床的进程。美国国立卫生院下属的DNA重组咨询委员会通过决议,批准由宾夕法尼亚大学主导的CRISPR基因治疗方案进行人体临床测试,18名分别罹患骨髓瘤、肉瘤和黑色素瘤的志愿者将参与该项长达两年的测试。Carl June预计该临床试验将于2017年初启动。

     

    CRISPR-Cas9基因编辑技术在癌症方面的应用已不局限于动物模型试验,而发展到了人体临床试验的阶段。希望随着CRISPR-Cas9基因编辑技术的不断发展,在未来能够实现癌症的基因治疗。

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