加利福尼亚大学伯克利分校的科学家首次使用CRISPR-Cas9基因编辑功能来禁用导致小鼠肌萎缩性侧索硬化或Lou Gehrig病的缺陷基因,从而将其寿命延长了25%。
该疗法延缓了这种疾病所特有的肌肉消瘦的发作,这导致了进行性肌无力,并最终在控制呼吸的肌肉衰竭时证明是致命的。
CRISPR治疗人类ALS的这一步骤将于12月20日在《科学进展》杂志上报道。
小鼠经过基因工程改造后,表达了一种突变的人类基因,该基因在人类中引起了该疾病所有遗传形式的约20%,在世界范围内的所有ALS病例中约占2%。尽管不是所有的ALS病例都有其遗传原因,但都伴随着脑干和脊髓中运动神经元的过早死亡。神经元使大脑控制肌肉,因此失去这种连接就意味着失去肌肉控制。
“能够挽救运动神经元并控制运动神经元对肌肉功能,尤其是隔膜的控制,对于不仅能够挽救患者,而且维持他们的生活质量至关重要,”化学教授戴维·沙弗(David Schaffer)说。以及伯克利干细胞中心的生物分子工程和总监。
毁灭性疾病通常袭击40至70岁之间的人群。估计有20,000美国人受此折磨,目前尚无任何能减缓肌肉的疗法。
加州大学伯克利分校的研究小组使用了一种由谢弗团队设计的病毒,仅能发现脊髓中的运动神经元,并将编码Cas9蛋白的基因传递到核中。在那里,该基因被翻译成Cas9蛋白,这是一种分子剪刀,剪切并禁用了负责ALS的突变基因。
治疗延缓症状发作,延长寿命
在这种情况下,Cas9被编程为仅敲除突变的基因SOD1(超氧化物歧化酶1)。该疾病的发作或开始被延迟了将近五个星期,并且通过基因疗法治疗的小鼠的寿命比患有ALS的小鼠的典型四个月的寿命长大约一个月。健康的老鼠可以活几年。
研究人员发现,死亡的小鼠中唯一存活的运动神经元细胞是被病毒“感染”并含有Cas9蛋白的细胞。“伊利诺伊州厄巴纳-香槟分校。
沙弗警告说:“这种治疗不能使ALS小鼠正常,还不能治愈。”“但是基于我认为是一个非常有力的概念证明,CRISPR-Cas9可能是ALS的治疗分子。当我们对递送进行额外的优化以使CRISPR-Cas9进入更高百分比的细胞中时,我们认为寿命将会得到更好的提高。”
几个挑战之一是消除支持运动神经元的其他大脑和脊髓细胞中的SOD1突变。Schaffer的小组正在设计一种病毒的版本-一种高度修饰的腺相关病毒,即AAV-会将Cas9基因传递给两种胶质细胞,即星形胶质细胞和少突胶质细胞,它们似乎会吸收邻近的运动神经元,实际上是“旁观者效应。”
“我通常会非常谨慎,但是在这种情况下,我将非常乐观,如果我们能够消除神经元,星形胶质细胞和支持神经胶质细胞内的SOD1,我认为我们将看到寿命的真正延长。 ,“ 他说。
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