Nature Biotechnology发表基因组编辑新成果

　　

生物通报道：南加州大学和Sangamo公司的研究团队在Nature Biotechnology杂志上发表文章，描述了对造血干/祖细胞（HSPC）进行基因组编辑的更有效方法。文章的第一作者是南加州大学的Colin M. Exline博士和Sangamo BioSciences公司的Jianbin Wang博士。

“使用造血干/祖细胞的基因疗法在治疗血液疾病和免疫系统疾病（比如HIV）中有很大的潜力，”文章的共同通讯作者，南加州大学的Paula Cannon教授说。“基因组编辑技术可以向这些细胞引入非常精确的改变，修复引发疾病的遗传学突变，”

人类HSPC属于未分化的细胞，能够有效生成所有类型的血细胞。虽然靶向性基因治疗在临床上前景广阔，但是对人类HSPC进行基因组编辑还存在一定的挑战。（延伸阅读：最新综述：三大基因组编辑工具在iPS中的应用）

为此，Cannon教授与Sangamo公司展开了合作。他们使用被称为锌指核酸酶（ZFN）的遗传学剪刀，在精确位置切割细胞的DNA。正常情况下细胞会以一个拷贝的切割DNA作为模板，对DNA断裂进行修复。这一过程中有可能引入新DNA序列，最终实现基因编辑。

为了给细胞提供靶向性核酸酶和新DNA模板，人们一直在开发各种各样的递送载体（包括病毒和mRNA）。Cannon等人建立了一个更加有效的递送体系。他们用腺相关病毒（AAV）血清型6递送DNA修复模板，这种病毒载体具有进入HSPC的天然能力。他们还发现，以mRNA分子的形式递送ZFN，可以在不干扰HSPC的情况下进行DNA剪切和修复，因为mRNA的寿命很短。

研究人员将上述递送方法结合起来，在人类HSPC中精确插入一个基因，达到了前所未有的效率（15%-40%）。随后，他们将经过编辑的人类HSPC移植到免疫缺陷小鼠中。研究显示，这些细胞能够在体内蓬勃生长，并且分化成为不同类型的血细胞。值得注意的是，DNA编辑在这些血细胞中全部得以保留。

“我们的工作为人们提供了将基因组编辑技术用于HSPC的新策略，”文章的另一位通讯作者，Sangamo 公司的Michael C. Holmes博士说。“这将显著推动基因组编辑在治疗人类血液疾病和免疫系统疾病中的应用。”

 

生物通编辑：叶予

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