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我国科学家证实靶向CCR5基因能阻止HIV扩散

2017-8-10 12:47| 发布者: admin| 查看: 542| 评论: 0

摘要:   生物谷BIOON 2017年8月7日讯:一小部分人带着着基因CCR5(该基因编码一种在免疫细胞表面上发现的受体)纯合骤变,这种纯合骤变按捺HIV侵入这些免疫细胞。现在,在一项新的研讨中,为了模仿这种天然反抗力,来自我 ...
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Cell子刊:我国科学家成功运用CRISPR/Cas9靶向CCR5基因发作HIV反抗力

  生物谷BIOON 2017年8月7日讯:一小部分人带着着基因CCR5(该基因编码一种在免疫细胞表面上发现的受体)纯合骤变,这种纯合骤变按捺HIV侵入这些免疫细胞。现在,在一项新的研讨中,为了模仿这种天然反抗力,来自我国疾病防止控制中心、北京大学、解放军307医院、军事医学科学院和广州军区广州总医院的研讨人员在人胎儿肝脏造血干/祖细胞(hematopoietic stem/progenitor cell, HSPC)中让CCR5基因发作骤变,并且证明在移植到小鼠体内后,这些HSPC细胞可以阻断HIV感染。相关研讨成果宣布在2017年8月2日的《Molecular Therapy》期刊上,论文标题为“CRISPR/Cas9-Mediated CCR5 Ablation in Human Hematopoietic Stem/Progenitor Cells Confers HIV-1 Resistance In Vivo”。

  在美国天普大学路易斯·卡茨医学院研讨HIV感染的神经科学家Kamel Khalili(未参加这项研讨)说:“这些预期的调查成果支撑了之前的发现:靶向CCR5能阻挠HIV仿制和分散。运用CRISPR进行基因修改可能比之前运用过的基因修改东西愈加快捷。”

  这项研讨并不是初次运用基因修改损坏人HSPC细胞中的CCR5基因。在2010年发布的一项研讨(Nature Biotechnology, doi:10.1038/nbt.1663)中,Paula Cannon和她的搭档们运用锌指核酸酶(ZFN)损坏这个基因,并且证明当在小鼠体内定植后,这些通过基因修改的细胞可以克隆增殖,并且坚持这种CCR5缺失。之前的这项研讨导致一项正在进行的在HIV感染者体内测验这种基因修改办法的临床试验(NCT Number: 02500849)。

  Khalili团队之前已运用CRISPR将HIV从人基因组中切除(PNAS, doi:10.1073/pnas.1405186111),可是也有人研讨了HIV怎么逃避根据CRISPR的抗HIV医治(Cell Reports. doi:10.1016/j.celrep.2016.03.042)。迄今为止,在美国,还没有根据CRISPR的基因修改体系在临床试验中承受测验。

  在这项新的研讨中,解放军307医院造血干细胞移植科主任陈虎(Hu Chen)教授和北京大学干细胞研讨中心主任邓宏魁(Hongkui Deng)教授和他们的搭档们运用CRISPR/Cas9损坏了CD34+HSPC细胞中的CCR5基因。他们证明他们的基因修改功率为21%至28%,高于运用ZFN办法报导的基因修改功率:17%。

  这项研讨是初次运用CRISPR在动物模型中成功地让HSPC细胞发作继续长时刻的CCR5骤变。邓宏魁教授和陈虎教授在他们联合发送给《科学家》杂志的电子邮件中写道:“CRISPR的优势之一在于它具有较高的细胞转染功率。”

  在美国宾夕法尼亚大学研讨HIV怎么感染T细胞的James Riley(未参加当时的这项研讨)注意到,这些作者们可以靶向CCR5基因的一个区域,该区域与基因CCR2存在着明显的差异,并且鉴于CCR2基因与CCR5基因高度同源,选用ZFN基因修改办法会发作脱靶效应。

  这些研讨人员证明这些通过CRISPR修改的HSPC细胞能成功地在小鼠体内定植,并且这些细胞能通过分解,在47周内发作一系列正常的免疫细胞。他们还证明从这些发作HSPC细胞定植的小鼠体内别离出这些通过CRISPR修改的HSPC细胞,随后可以将它们再次移植到另一组小鼠体内。

  邓宏魁教授和陈虎教授写道:“这种长时刻重建和再次移植是比较耗时的。为了证明这种基因修改办法在长时刻HSPC细胞中是稳健的,它花了我们一年多的时刻来监控这些小鼠。”

  接下来,这些研讨人员让承受发作CCR5基因修改或许未发作修改的人CD34+HSPC细胞移植的小鼠触摸一种运用CCR5侵入T细胞的HIV毒株。比较于带着着正常的人HSPC的小鼠而言,在带着这些承受修改的人HSPC细胞的小鼠中,HIV RNA水平在感染的开端几周内发作下降,并且CD4+ T细胞数量下降得更少。

  美国斯坦福大学细胞与基因医学试验室主任David DiGiusto在发给《科学家》杂志的一份电子邮件中写道:“这种令人信服的依据标明CRISPR介导的CCR5缺失会导致CD4+ T细胞子孙发作想要的反抗力。”DiGiusto帮忙开发了损坏CCR5的ZFN基因修改办法。

  不过,DiGiusto和Khalili共同以为,在人体临床试验中不大可能运用胎儿肝脏HSPC细胞。DiGiusto写道:“关于以为这些成果可以应用到来自成年HIV患者的HSPC细胞的观点而言,应当坚持慎重情绪。”

  Khalili注意到,针对靶向CCR5的一个劝告就是这种办法“可能不会完成彻底治好,这是由于这种病毒自身不会被铲除,并且可能转而运用CCR4或其他的受体进行分散”。靶向CCR5也将不会反抗X4 tropic HIV别离株,这是由于这种别离株运用CXCR4受体而不是CCR5受体来侵略免疫细胞。

  Riley说,迄今为止,“CCR5似乎是HIV的一种丧命缺点。可能存在其他的靶标,可是就现在而言,它是最好的靶标”。

  邓宏魁教授和陈虎教授和他们的搭档们正在方案展开一项临床试验(NCT Number: 03164135)来测验运用CRISPR/Cas9让供者CD34+ HSPC细胞中的CCR5发作骤变后,这些HSPC细胞能否安全地被灌注到HIV感染者体内,以及能否让这些感染者发作HIV反抗力。

  DiGiusto写道:“这些正在进行的临床试验将开端验证靶向CCR5阻挠HIV感染的可行性和有效性。”

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