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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。

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CRISPR/Cas9是最新出现的一种由RNA指导的Cas9核酸酶对靶向基因进行编辑的技术。新的方法能使T细胞表面一种称为趋化因子受体CXCR4的蛋白质失去功能。这种蛋白可被艾滋病病毒利用感染T细胞,进而引发艾滋病。在癌症免疫疗法中,科学家发现,新方法还可成功关闭 PD-1分子,进而诱导T细胞攻击肿瘤。


科学家对CRISPR/Cas9方法抱有极大的希望,因为其简单又不昂贵,可以编辑人类任何组织和器官的遗传信息。T细胞在人体的血液中循环,不仅能到达许多疾病的病灶,而且很容易从患者那里采集,经过CRISPR/Cas9编辑后送回体内,进而发挥疗效。但实践中利用其来编辑T细胞十分困难。研究人员耗时长达一年半,才优化了相关方法。


目前,利用CRISPR/Cas9编辑人类T细胞的效率还十分低下,只有很小比例的T细胞能被成功修饰。此前,科学家已可以通过插入或删除随机序列来关闭基因,但是尚不能使用CRISPR/Cas9粘贴特定的新序列,以修正T细胞中发生的基因突变。


马森实验室等单位的研究人员通过简化Cas9和向导RNA向细胞的传递方法,解决了上述难题。他们将Cas9与向导RNA装配在一起,利用电穿孔技术,可迅速将其传递到细胞内部。


利用这些新技术,研究人员成功编辑了趋化因子受体CXCR4和PD-1,甚至能将新的序列替代特定碱基序列。由于T细胞在人体中不断更新,其基因修饰不会传递给后代。研究人员希望,利用Cas9治疗患病T细胞的新方法能进入临床,用于治疗免疫性疾病以及免疫缺陷,如气泡男孩症等疾病。


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