DNA水平的基因编辑纠正治疗2021-12-23 08:45:15
由于HTT 在机体生长发育中十分重要,因此在什么时候对HTT进行编辑是目前最关心的问题。研究发现在2月龄、4月龄、8月龄小鼠完全敲除 HTT将分别导致95%、70%、5%的死亡。尽管能够存活,完全敲除HTT会导致丘脑钙化以及小脑的铁代谢异常。而选择性敲除神经元 HTT 可引起18%的2月龄小鼠死亡,而4月龄小鼠能够正常存活。因此不提倡过早在人体使用基因编辑技术,至少待机体发育成熟。而且基因编辑涉及的细胞种类、脑区仍有待进一步论证。由于基因编辑目前并不可逆,wtHTT的功能尚未完全阐明,因此要求尽可能保留 wtHTT 的功能,这对等位基因特异性编辑提出更高的要求。CRISPR/Cas9基因编辑系统切割双链DNA的过程依赖PAM位点的存在。SNP的存在使得等位基因间存在不同的 PAM 位点,Shin等设计了成对gRNA,借助仅存在于突变基因上的SNP形成的PAM位点,在人源纤维母细胞实现中对 HTT突变基因的精准删除。对于这类等位基因特异性策略的开发,依靠大量的HD患者遗传信息,且人种之间存在差异,然而目前缺乏关于我国突变HTT基因SNP 的相关数据,这将制约了这一策略在国内人群的应用。
CRISPR/Cas9基因编辑技术的脱靶效应也备受学术界关注。研究发现在编辑系统导入后6h内即完成对靶基因的编辑,此后Cas9蛋白以及gRNA 的持续表达是导致脱靶效应的重要原因。因此,Merienne等通过导入包含靶向HTT基因的gRNA(sgHTT)以及靶向Cas9基因的gRNA(sgCas9)的新型CRISPR/Cas9基因编辑系统,使该系统在切除HTT基因的同时,通过sgCas9将导入机体的Cas9基因切除,实现自我灭活。该技术在抑制mHTT表达的同时,能够大幅降低脱靶效应。此外,脱靶效应更低的Cas9蛋白以及防止双链 DNA断裂的切口酶等相关研发工作也正在进行。一旦基因被成功编辑,疗效将持续维持,因此并不要求基因编辑相关外源基因的长期表达。利用脂质体等非病毒载体实现基因编辑是未来的发展方向。目前已能实现利用静脉注射的脂质体将外源 mRNA 导入猕猴神经元,指导合成功能蛋白。未来进一步可实现在脂质体递送的相关mRNA指导下,目的细胞短期合成基因编辑所需元件。
出自《亨廷顿病基因治疗的进展与挑战》作者裴中.吴腾腾.
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