Science关注CRISPR重要新成果

亨廷顿氏病是由破坏大脑的突变蛋白引起的一种神经系统疾病，早期表现为情绪波动及不可控制的抽搐，最终可发展成痴呆甚至死亡。这一疾病当前没有治愈的方法。现在一种许多人相信能获得诺贝尔奖的基因编辑新方法，被证实可在小鼠体内有效阻止缺陷蛋白生成，这给人们带来了希望：一种有效的亨廷顿氏病治疗方法或就在远处。

　　

生物通报道  亨廷顿氏病（Huntingtons disease）是由破坏大脑的突变蛋白引起的一种神经系统疾病，早期表现为情绪波动及不可控制的抽搐，最终可发展成痴呆甚至死亡。在美国大约有3万人受累于这一疾病，当前没有治愈的方法。现在一种许多人相信能获得诺贝尔奖的基因编辑新方法，被证实可在小鼠体内有效阻止缺陷蛋白生成，这给人们带来了希望：一种有效的亨廷顿氏病治疗方法或就在远处（延伸阅读：Cell: 亨廷顿氏舞蹈病研究新突破）。

这种称作为CRISPR的新方法，利用了RNA引导酶来剪除或是将DNA片段添加到细胞中。这项研究的领导者、瑞士洛桑大学神经科学家Nicole Déglon说：“这是第一次将CRISPR应用于亨廷顿氏病，生成的结果相当令人鼓舞。”在10月19日芝加哥召开的神经科学学会会议上Déglon与共同作者Nicolas Merienne分享了研究结果。10月20日，《科学》（Science）网站以“Gene-editing method halts production of brain-destroying proteins”为题对这项研究工作进行了新闻报道。

Déglon说，由于亨廷顿氏病受到单基因的影响，是CRISPR治疗的一个理想的候选者。亨廷顿氏病是由于编码正常有益脑蛋白huntingtin的基因发生突变所致，突变导致了CAG三核苷酸重复序列过度重复，使得蛋白质折叠成了对大脑有害的形状。Déglon和她的研究小组想知道CRISPR是否可以阻止这一危险分子生成。

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利用一种病毒作为突变huntingtin基因的传送载体，研究人员感染了两组健康的成年小鼠，但只有一组小鼠接受了治疗：一个CRISPR“盒”，其中包含有基因编辑酶Cas9的编码DNA及靶向huntingtin基因的DNA。CRISPR-Cas9通过“沉默”发送蛋白生成信号的huntingtin基因组成部分起作用。

研究人员猜测，通过切断所谓的“起始位点”，他们能够永久终止huntingtin蛋白合成。如果情况确是如此，用CRISPR盒治疗的小鼠几乎不会有突变蛋白累积，Déglon和研究小组看到的正是如此。仅3周后，两种小鼠表现出鲜明的对比：未接受CRISPR治疗的小鼠大片区域有蛋白质聚集，而接受CRISPR治疗的小鼠则几乎没有——CRISPR编辑阻止了近90%的劣种蛋白。“阻断蛋白质生成的效率达到90%完全改变了亨廷顿氏病治疗故事。其开辟了基于DNA的治疗新策略，因此将让患者终身持久受益。”

罗切斯特大学转化神经科学家Abdellatif Benraiss（未参与该研究）警告说，当前的技术还未做好准备实现这样的长期效应。由于CRISPR还无法区分突变和健康huntingtin基因（个体通常具有一个突变基因及一个健康基因，两个拷贝的起始位点相同），它会消除所有的huntingtin蛋白，甚至是健康蛋白。

“如果并非对突变huntingtin具有特异性，这是一个令人担心的地方——并非治疗4周或4个月，这将是永久性的。”尽管仍不清楚健康huntingtin蛋白的作用，人们认为它们参与了诸如转运物质和传送化学信号等基本细胞功能。“尽管过多的huntingtin有害，我们仍然需要一个拷贝的基因确保它可以在我们的体内完成工作。”

Déglon已经在探讨这种情况。她的研究小组计划利用CRISPR来靶向DNA序列中称作为单核苷酸多态性(SNPs)的微小变异。在许多情况下，这些SNPs就定位在DNA序列突变的附近，为研究人员有效标记出了突变。结合这种SNP区分，研究人员计划在“人源化”小鼠中测试CRISPR-Cas9疗法——这些小鼠没有携带小鼠版本的突变huntingtin，而是携带了两个拷贝的人类基因，一个突变一个健康。这种方法将让这一模型更加接近于反映这种CRISPR在人体中起作用的情况。Déglon说：“故事才刚刚开始。仍然有许多问题有待解答。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Gene-editing method halts production of brain-destroying proteins

Huntingtons disease, a neurological condition caused by brain-destroying mutant proteins, starts with mood swings and twitching and ends in dementia and death. The condition, which afflicts about 30,000 Americans, has no cure. But now, a new gene-editing method that many believe will lead to a Nobel Prize has been shown to effectively halt production of the defective proteins in mice, leading to hope that a potent therapy for Huntingtons is on the distant horizon……