治療杜氏肌營養(yǎng)不良基因編輯可修正心臟肌肉細胞基因突變

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2018-02-06

最近發(fā)表于《Science Advances》上的一篇文章向我們展示了從患者體內(nèi)提取的細胞，經(jīng)過基因編輯修復60%受損的突變，之后，通過對這些編輯過的細胞工程化所得到的心臟組織，在培養(yǎng)皿中可以像在體內(nèi)一樣正常的跳動。

杜氏肌營養(yǎng)不良（Duchennemuscular dystrophy，DMD），是一種X染色體隱性遺傳疾病，主要發(fā)病于男性?；加羞@種疾病的男孩在幼年就會發(fā)生骨骼肌和心肌的漸進性萎縮和無力，難以行走。之后會逐漸喪失運動能力，最終因心肌無力而死亡。

據(jù)悉，這種疾病在5000位男性中就會有一例。在很長一段時間里，醫(yī)生們對這種遺傳性疾病束手無策。

現(xiàn)在，隨著基因編輯工具CRISPR-Cas9的問世，科學家們可以通過基因編輯對突變的缺陷細胞進行修復。最近發(fā)表于《Science Advances》上的一篇文章向我們展示了從患者體內(nèi)提取的細胞，經(jīng)過基因編輯修復60%受損的突變，之后，通過對這些編輯過的細胞工程化所得到的心臟組織，在培養(yǎng)皿中可以像在體內(nèi)一樣正常的跳動。

研究由德克薩斯大學西南醫(yī)學中心的分子生物學家Eric Olson領導。在過去的幾年里，科學家們一直致力于使用基因編輯來治療各種遺傳疾病，如亨特綜合癥和肥厚性心肌病。而此次針對DMD的研究再次向我們展現(xiàn)了這種療法的希望，也許在不遠的將來，這種療法能夠為DMD患者帶去切實可行的治療方案。在基因療法的發(fā)展中，這是一個進步，它可以修補基因，以治療或預防疾病。

DMD是由在肌營養(yǎng)不良基因中超過3000種不同的突變引起的，這破壞了肌營養(yǎng)不良蛋白質(zhì)的產(chǎn)生。這種蛋白質(zhì)是使肌纖維增強的關鍵。

在研究中，Olson和他的同事們?yōu)镈MD患者采集了血樣，并建立了一種能夠產(chǎn)生所有身體細胞類型的細胞，稱為誘導多能干細胞。這些細胞隨后被轉化為心肌細胞，這些細胞含有導致DMD的基因突變。這些基因突變的大部分都聚集在“熱點”區(qū)域的肌營養(yǎng)不良蛋白（dystrophin）基因。因此，研究人員使用CRISPR來校正這些熱點區(qū)域內(nèi)或附近的DNA缺陷。研究人員認為，他們的基因編輯方法可以拯救多達60%的患者的肌肉功能。一旦經(jīng)過編輯，心肌細胞就能夠開始產(chǎn)生關鍵的肌營養(yǎng)不良蛋白。

Olson說：“在科學時代，這是一個罕見而激動人心的時刻，人們可以糾正人類DNA中可能導致毀滅性疾病的錯誤。”

研究人員還將這些心肌細胞放在一個3D支架上，以測量細胞的表現(xiàn)。這項技術不僅使得經(jīng)過編輯的細胞產(chǎn)生蛋白質(zhì)，而且還恢復了肌肉功能，使人造心臟肌肉能夠跳動。這很有意義，因為患有DMD的病人會因為心臟停止收縮而死亡。

現(xiàn)在，研究人員已經(jīng)在小鼠和狗的身上驗證了這種方法的有效性。小鼠在治療一年之后依然在產(chǎn)生肌營養(yǎng)不良蛋白，而且看起來非常的健康，這有力地證明了這種方法的應用潛力。據(jù)研究人員表示，這項技術在培養(yǎng)皿中已經(jīng)證明，對于人類細胞同樣有效。

他說：“這僅僅是開始，但是能夠不去看疾病的癥狀，但在疾病的起因和根本上，永久地糾正它，這是非常令人興奮的。”如果研究繼續(xù)順利進行，結果很有希望，那么臨床試驗可以在幾年內(nèi)開始。這對于DMD患者來說將是改變命運的治療方案。

參考資料：

[1] New gene therapy could cure a deadlydisease that stops the heart from beating

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