新型基因編輯技術(shù)“PNAs”與“CRISPR”一決高下

據(jù)估計(jì)，每年800萬(wàn)兒童患有嚴(yán)重的遺傳疾病或出生缺陷。妊娠期間可以通過(guò)羊膜穿刺術(shù)檢測(cè)胎兒是否患有遺傳疾病，但是，在出生前沒(méi)有醫(yī)療選擇可以糾正這些遺傳錯(cuò)誤。

胚胎發(fā)育早期，許多干細(xì)胞快速分裂。“如果我們能早點(diǎn)糾正一個(gè)基因突變，就能顯著地減少突變對(duì)嬰兒發(fā)育的影響，甚至可以*這種疾病，”卡耐基梅隆大學(xué)醫(yī)學(xué)院化學(xué)教授Danith Ly說(shuō)。

研究人員采用Ly課題組研發(fā)的基于肽核酸（peptide nucleic acids，PNAs）的基因編輯技術(shù)，使用FDA批準(zhǔn)的納米顆粒將與供體DNA配對(duì)的PNA分子遞送至遺傳突變位點(diǎn)。當(dāng)PNA-DNA復(fù)合體識(shí)別出突變時(shí)，PNA分子與DNA結(jié)合并解開(kāi)它的兩條鏈，讓供體DNA與有缺陷的DNA結(jié)合，促使細(xì)胞DNA修復(fù)途徑發(fā)揮作用，從而糾正錯(cuò)誤。此前這種技術(shù)也曾用于治療β地中海貧血癥。

Danith Ly 課題組

新研究中，科學(xué)家使用類似羊膜穿刺的技術(shù)，將PNA復(fù)合物注入孕鼠羊水，腹內(nèi)小鼠攜帶β珠蛋白突變的β地中海貧血。妊娠期間，只注射一次PNA就能糾正6%的突變，這6%的錯(cuò)誤糾正可顯著改善小鼠出生后β地中海貧血疾病癥狀，甚至足以使小鼠被視*在子宮里接受PNA治療的小鼠血紅蛋白水平恢復(fù)正常范圍，脾腫大減少，存活率增加。

Gamma-PNA molecule

研究人員還指出，治療沒(méi)有脫靶影響，暗示這種方法可能比其他基因編輯技術(shù)（如CRISPR/Cas9）更可取，因?yàn)镃RISPR/Cas9有可能錯(cuò)誤地破壞正常DNA。

“CRISPR雖然更容易操作，但脫靶效應(yīng)使它對(duì)臨床治療不一定有用，”Ly說(shuō)。“在治療疾病方面，PNA技術(shù)更為理想。它不切斷DNA，它只與DNA結(jié)合，修復(fù)不正常的東西。當(dāng)我們使用PNA基因編輯技術(shù)時(shí)，我們檢查了5000萬(wàn)個(gè)樣本，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)一個(gè)異常修改錯(cuò)誤。”

研究人員認(rèn)為，在妊娠期間多次治療，這種技術(shù)可能會(huì)取得更高的成功率。他們也希望看到它應(yīng)用于其他疾病。

原文檢索：

In utero nanoparticle delivery for site-specific genome editing（轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)）