Cell Stem Cell：用CRISPR实现iPS细胞治疗

由基础科学研究所基因组工程中心主任Jin-Soo Kim，和延世大学Dong-Wook Kim教授共同领导的一个韩国科学小组，用源自血友病A患者的诱导人类多能干细胞(iPSCs)和血友病小鼠开展实验，找到了纠正染色体倒位，逆转凝血因子缺乏导致血友病A的一种方法。

　　

生物通报道  血友病的患者生活在一种永久的压力和焦虑状态中：他们的关节会过早的磨损，一旦出血便感觉好像永不会停止。他们的身体无法生成让血液凝固的凝血因子，因此任何的切割或擦伤不即刻予以处理都可以转变为急症（延伸阅读：Nature：超越CRISPR的基因组编辑新技术 ）。

每5000名出生男婴中便有一人罹患血友病A，大约一半的重症病例都是由于确定的“染色体倒位”引起。在染色体倒位中，染色体上的碱基对顺序颠倒，因此基因无法正确表达，患者缺失凝血因子VIII (F8)基因，在健康人体中F8可引起血液凝结。

由基础科学研究所基因组工程中心主任Jin-Soo Kim，和延世大学Dong-Wook Kim教授共同领导的一个韩国科学小组，用源自血友病A患者的诱导人类多能干细胞(iPSCs)和血友病小鼠开展实验，找到了纠正这种染色体倒位，逆转凝血因子缺乏导致血友病A的一种方法。

这是第一次将iPSCs用于这类的操作程序中。研究人员从具有染色体倒位的血友病患者处收集了尿细胞生成了iPSCs，研究人员随后采用CRISPR-Cas9核酸酶处理了这些细胞。

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CRISPR-Cas9恢复了F8基因，使得它们能够正确发挥功能。纠正的iPSCs随后被诱导分化变成了表达F8基因的成熟内皮细胞。这些新的内皮细胞能够逆转F8缺乏。为了证实这一过程起作用，研究人员将倒位得到纠正的内皮细胞植入到F8缺陷小鼠体内，小鼠开始生成自身的F8凝血因子，基本上治愈了它们的血友病A。

Jin-Soo Kim说：“我们利用CRISPR RNA引导的工程核酸酶（RGENs）修复了两个频发的大的染色体倒位——它们导致了近一半的重症血友病A病例。”Dong-Wook Kim教授补充说：“就我们所知，这是第一次证实可以用RGENs或其他的可编程核酸酶在患者iPSCs中纠正染色体倒位和其他大型的染色体重排。”

与能够逆转染色体倒位同样重要的是，没有任何的迹象表明这种纠正造成了脱靶突变。这是一个精密的操作程序：只有研究人员希望改变的基因组区域受到了影响。

这些研究结果为开展进一步的测试开启了大门，如果人类试验结果与小鼠试验相似，这种疗法的看起来很有前景。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Functional Correction of Large Factor VIII Gene Chromosomal Inversions in Hemophilia A Patient-Derived iPSCs Using CRISPR-Cas9

Hemophilia A is an X-linked genetic disorder caused by mutations in the F8 gene, which encodes the blood coagulation factor VIII. Almost half of all severe hemophilia A cases result from two gross (140-kbp or 600-kbp) chromosomal inversions that involve introns 1 and 22 of the F8 gene, respectively. We derived induced pluripotent stem cells (iPSCs) from patients with these inversion genotypes and used CRISPR-Cas9 nucleases to revert these chromosomal segments back to the WT situation. We isolated inversion-corrected iPSCs with frequencies of up to 6.7% without detectable off-target mutations based on whole-genome sequencing or targeted deep sequencing. Endothelial cells differentiated from corrected iPSCs expressed the F8 gene and functionally rescued factor VIII deficiency in an otherwise lethal mouse model of hemophilia. Our results therefore provide a proof of principle for functional correction of large chromosomal rearrangements in patient-derived iPSCs and suggest potential therapeutic applications.