3月26日,記者從武漢科技大學(xué)獲悉,該校姚凱團隊設(shè)計出新型通用基因編輯工具,并首次應(yīng)用于失明小鼠的治療,讓小鼠重見光明。相關(guān)科研成果日前在《實驗醫(yī)學(xué)雜志》上發(fā)表。
(相關(guān)資料圖)
許多先天性失明和后天性失明與基因突變相關(guān)。全球大約有200多萬人因基因突變導(dǎo)致失明。通過基因比對,其由100多種不同基因的突變引起。
據(jù)介紹,視網(wǎng)膜色素變性是人類失明的主要原因之一。這是一種進行性、遺傳性、退行性病變,主要表現(xiàn)有慢性進行性視野缺失、夜盲、色素性視網(wǎng)膜病變和視網(wǎng)膜電圖異常,進而導(dǎo)致視力下降甚至失明。
一直以來,治療失明極為困難,臨床上目前仍缺乏有效方法。同時,體內(nèi)單堿基編輯和先導(dǎo)編輯的效用已在視網(wǎng)膜色素上皮 中得到證實,相關(guān)研究成果顯示出高水平的編輯效率以及對于視網(wǎng)膜生理功能的實質(zhì)性挽救。
然而,很多概念驗證研究,需要進一步提高編輯效率和純度,并且有必要應(yīng)用于視網(wǎng)膜色素上皮以外的其他視網(wǎng)膜細(xì)胞類型。
目前已有的基因編輯工具,只能改變一個位點的突變基因,且只能針對特定位置的突變基因進行編輯。對于視網(wǎng)膜色素變性這種可由多個不同基因的突變引起的疾病,治療潛力顯然不夠。
為此,姚凱帶領(lǐng)四名“90后”博士生,通過改變基因編輯的方式,構(gòu)建了一種新的通用型基因編輯工具,命名為PESpRY。該基因編輯工具克服了原有的技術(shù)缺陷,既不受基因突變類型的限制,也不受基因突變位置的限制,能對全基因組進行無限制修正。經(jīng)該技術(shù)治療后,失明小鼠視覺能力幾乎恢復(fù)正常。
基因編輯技術(shù)又稱基因組定點修飾技術(shù),通過在基因組中進行靶向特異性修飾,從而實現(xiàn)永久性或條件性(組織或時空)特異性的基因敲除、敲入和修正。
上述研究率先在成體動物上實現(xiàn)無限制性(即無基因組位點限制,無基因編輯類型限制)基因編輯,也是首次實現(xiàn)直接編輯視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞基因組,特別是不健康或瀕臨死亡的感光神經(jīng)元。
美國科學(xué)院院士、眼部疾病專家 Palczewski 教授對該成果給予高度評價,他認(rèn)為這項技術(shù)具有重大的臨床應(yīng)用潛力,幾乎適用于包括眼部疾病在內(nèi)的所有已知人類遺傳疾病。
姚凱表示,在充分把握安全性的情況下,最終有望開發(fā)形成一種基因藥物,在患者眼部采用手術(shù)方式注射藥物,最快2周后便可逆轉(zhuǎn)視力損失,重見光明。未來,如果這項技術(shù)得以推廣,可讓全球上百萬失明者圓夢光明。
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