领导关怀

您所在位置:首页 > 领导关怀 > 正文

基因组编辑技术CRISPRCas9的重大发现

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-05-23浏览次数:1871

每年,全世界至少有300万人死于心源性猝死(心源性猝死,也称为心源性猝死)。在美国,这个数字高达450,000。虽然老年人心脏猝死比较常见,但年轻人也受到很大影响。 1-40岁年龄组中每10万人中就有9人每年受到影响。在这个年龄组中,包括遗传性心律失常在内的遗传性心脏病导致相当大比例的心源性猝死。

在一项新研究中,贝勒医学院的Xander Wehrens博士及其同事研究了心脏病,包括遗传性心律失常。除了心源性猝死的高发病率外,这些疾病难以治疗。相关研究结果最近发表在Journal Circulation Research上,标题为“In Vivo Ryr 2 Editing Corrects Catecholaminergic Polymorphic Aertricular Taughycardia”。

图片来自Circulation Research,DOI: 10.1161/CIRCRESAHA.118。

Wehrens说:“对于这项特殊的研究,我们受到一种患有儿茶酚胺能多形性室性心动过速(CPVT)的年轻遗传性心律失常的启发。患者。我们的患者有复发性心律失常 - 快速或不规则的心动过速 - 以及晕厥事件。患者有近乎致命的心律失常或心源性猝死。目前的治疗选择包括抗心律失常药物和植入式除颤器 - 一种矫正一些不规则心跳的装置 - 不是该患者的最佳选择。“

遗传学研究表明,年轻患者心律失常的原因是RYR2基因突变。该基因的突变占CPVT病例的近60%。由该基因编码的蛋白质形成调节心肌细胞中钙离子流动的途径。心肌细胞需要适当的钙离子流以允许以协调的方式收缩和松弛。

产生有缺陷的RYR2蛋白的基因突变导致钙离子通道缺陷,从而促进不受控制的钙离子泄漏。在运动或情绪紧张期间,携带有缺陷的RYR2蛋白的心脏通常不会调节钙通量,这可能导致危及生命的心律失常。

为CPVT设计永久性治疗

Wehrens与贝勒医学院分子生理学和生物物理学副教授William Lagor博士合作。 Lagor是一种使用腺相关病毒(AAV)载体的基因治疗专家。这些病毒可用于将编码CRISPR/Cas9的DNA直接递送到心脏中。该合作项目的长期目标是通过编辑患者自身的DNA来开发CPVT的永久性治疗。

Wehrens和Lagor设计了AAV载体,将CRISPR/Cas9(AAV-CRISPR)传递给活体动物的心脏。他们假设清除RYR2基因的病原体拷贝(携带R176Q突变)将校准这种致命的小鼠心律失常。为了测试这种新方法,使用AAV-CRISPR选择性地破坏R176Q CPVT小鼠模型中的RYR2突变基因。

出生10天后,携带R176Q突变的小鼠和正常小鼠接受单次注射AAV-CRISPR或安慰剂。五到六周后,这些研究人员对小鼠进行了评估,结果非常令人鼓舞。

在携带致病性R176Q突变和接受AAV-CRISPR的小鼠中不发生心律失常。相反,71%携带这种突变并接受安慰剂的小鼠确实患有心律失常。使用AAV-CRISPR编辑RYR2基因的缺陷拷贝大大降低了功能失调的RYR2蛋白的丰度。此外,仍然存在的RYR2基因的单个健康拷贝足以支持适当的心脏功能。在携带该突变的正常小鼠或小鼠组中未观察到与治疗相关的不良事件。

Wehrens说:“我们特别兴奋的是,我们能够选择性地破坏致病性R176Q突变基因,而不会对基因组中的健康基因变异产生不利影响。我们现在患有同样的疾病。该患者的干细胞按顺序进行同样的测试分析其在人体细胞中的有效性和安全性。未来,我们可以用这种方法治疗心律失常综合征患者。“