用基因编辑治疗艾滋病再获突破

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2016年3月23日 来源:生物通

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  最近,美国天普大学Lewis Katz医学院的科学家们,设计了一种专门的基因编辑系统,为最终治愈HIV(可导致艾滋病)感染者,铺平了道路。在本月发表于Nature子刊《Scientific Reports》杂志上的一项研究中,研究人员表明,他们可以有效和安全地从培养的人类细胞DNA中消除HIV-1。

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生物通报道:最近,美国天普大学Lewis Katz医学院的科学家们,设计了一种专门的基因编辑系统,为最终治愈HIV(可导致艾滋病)感染者,铺平了道路。在本月发表于Nature子刊《Scientific Reports》杂志上的一项研究中,研究人员表明,他们可以有效和安全地从培养的人类细胞DNA中消除HIV-1。

这项新研究的资深作者、天普大学Lewis Katz 医学院综合NeuroAIDS中心主任、神经病毒学中心主任、神经病毒学系主任Kamel Khalili教授介绍说:“抗逆转录病毒药物可非常好地控制HIV感染。但是,接受抗逆转录病毒疗法的患者,如果停止服用该药物,艾滋病病毒复制就会迅速反弹。”存在大量的艾滋病病毒,会削弱免疫系统,并最终导致获得性免疫缺乏综合征,或艾滋病。

自从上世纪80年代首次发现HIV以来,艾滋病已经夺去了2500万多人的生命,治愈HIV/AIDS,是艾滋病研究的最终目标。但是,在HIV已经融入CD4 + T细胞(HIV主要感染的细胞)之后消除病毒,已被证明是很困难的。最近的研究都集中在,有意地重新激活HIV,以激发一种强烈的免疫反应,能够从被感染的细胞中清除病毒。然而,到目前为止,这些“冲击和杀戮”的方法,很少获得成功。

Khalili博士和他的同事决定尝试一种不同的方法,采用独特定制的基因编辑技术,特异性地靶定HIV-1前病毒DNA(整合的病毒基因组)。他们的系统包括一个引导RNA——特异性地将HIV-1 DNA定位在T细胞基因组,还包括一种核酸酶,可切断T细胞DNA的链。一旦核酸酶已经编辑删除了HIV-1的DNA序列,基因组的松散,就会被细胞自身的DNA修复机制重新聚合起来。

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在以往的工作中,Khalili博士的团队已经证明,他们这种技术能够从人类细胞系中剪掉HIV-1 DNA。然而,在其最新的研究中,他们集中在潜伏的、产生完整病毒的CD4 + T细胞,不仅表明这种技术可消除细胞内的病毒,而且也表明,其在HIV-1根除的细胞中的持续存在,实际上可以保护它们抵抗再感染。更重要的是,他们将研究转移到体外实验中,其中,来自HIV感染患者的T细胞,在细胞培养物中生长,从而表明用基因编辑系统治疗,可以抑制病毒的复制,并显著降低患者细胞内的病毒载量。

在这项研究的另一个重要组成部分中,Khalili博士的研究团队解决了关于脱靶效应和毒性的问题。使用一种称为超深度全基因组测序的方法——这被认为是基因组评估的金标准,研究人员分析了HIV-1根除的细胞的基因组,以确定引导RNA靶定区域之外的基因突变。他们的分析排除了对基因的脱靶效应,包括对细胞基因表达的潜在间接影响。细胞存活和增殖的研究表明,HIV-1根除的细胞的生长和功能都很正常。

Khalili博士说:“在多个层次上,这些结果是重要的。它们证明,我们的基因编辑系统,通过将突变引入病毒基因组,可有效地消除CD4 T细胞的DNA中的HIV,从而永久抑制它的复制。此外,它们表明,该系统可以保护细胞免受再感染,这一技术对细胞是安全的,没有毒副作用。”

他补充说:“这些实验以前没有进行到这个程度。但是,它们解决的问题是非常关键的,这些结果可让我们利用这一技术继续前进。”

用基因编辑技术来对抗艾滋病,此前已经取得了一系列的研究进展,盘点如下。

美研究“基因编辑技术”有望成功治愈艾滋病
2014年6月,美国最新研究显示,通过基因编辑技术改变艾滋病患者的DNA序列,可以让该患者有效抵抗艾滋病毒的侵害,这意味着“基因编辑技术”有望成功治愈艾滋病。

PNAS艾滋病研究突破:CRISPR技术根除病毒
2014年7月,发表在《美国国家科学院院刊》上的一篇文章中,研究人员利用基因组编辑技术的精确剪切,将艾滋病毒从人类基因组中剔除。

利用CRISPR/Cas9技术对抗艾滋病
为了使潜伏性HIV变得完全无害,美国麻省大学医学院的研究人员利用Cas9 / CRISPR——一种强大的基因编辑工具,开发出一种新型技术,有可能将潜在病毒的DNA从被感染细胞中去除。

基因编辑技术成功精确修饰人类T细胞
美国加州大学旧金山分校的研究小组利用基因编辑技术CRISPR/Cas9精确修饰了人类T细胞。由于T细胞在人体免疫系统中作用十分重要,这一研究成果将为治疗糖尿病、艾滋病及癌症等提供全新的手段。

Science转化医学:用基因编辑击败HIV
基因编辑有着巨大的医疗潜力,可以用来校正致病突变和治疗人类疾病。日前,西雅图儿童研究所和华盛顿大学的科学家们找到了一条更有效的DNA改写途径,可以帮助人们治疗HIV和其他人类疾病。

武汉大学在艾滋病基因治疗方面取得进展
来自武汉大学的研究人员在新研究中证实,借助于CRISPR/cas9对CXCR4进行基因组编辑可赋予细胞对HIV-1感染的抵抗力。这项研究工作发布在《Scientific Reports》杂志上。

生物通:王英)

生物通推荐原文摘要:
Elimination of HIV-1 Genomes from Human T-lymphoid Cells by CRISPR/Cas9 Gene Editing
Abstract: We employed an RNA-guided CRISPR/Cas9 DNA editing system to precisely remove the entire HIV-1 genome spanning between 5′ and 3′ LTRs of integrated HIV-1 proviral DNA copies from latently infected human CD4+ T-cells. Comprehensive assessment of whole-genome sequencing of HIV-1 eradicated cells ruled out any off-target effects by our CRISPR/Cas9 technology that might compromise the integrity of the host genome and further showed no effect on several cell health indices including viability, cell cycle and apoptosis. Persistent co-expression of Cas9 and the specific targeting guide RNAs in HIV-1-eradicated T-cells protected them against new infection by HIV-1. Lentivirus-delivered CRISPR/Cas9 significantly diminished HIV-1 replication in infected primary CD4+ T-cell cultures and drastically reduced viral load in ex vivo culture of CD4+ T-cells obtained from HIV-1 infected patients. Thus, gene editing using CRISPR/Cas9 may provide a new therapeutic path for eliminating HIV-1 DNA from CD4+ T-cells and potentially serve as a novel and effective platform toward curing AIDS.

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