来自汉斯·克莱弗斯(Hubrecht研究所)的研究人员纠正了在培养的人类干细胞中引起囊性纤维化的突变。他们与UMC乌得勒支大学和oncode研究所合作,使用了一种称为“启动编辑”的技术,用健康的DNA片段替换“有缺陷的”DNA片段。这项研究发表在8月9日的《生命科学联盟》杂志上,表明初始编辑比传统的CRISPR/Cas9技术更安全。“我们首次证明了这项技术确实有效,可以安全地应用于人类干细胞,以纠正囊性纤维化。”
囊性纤维化(CF)是世界上最普遍的遗传性疾病之一,对患者造成严重后果。肺部、喉咙和肠道的粘液粘稠,会导致器官堵塞。虽然有稀释粘液和预防炎症的治疗方法,但CF仍无法治愈。然而,Hans Clevers (Hubrecht研究所)与UMC Utrecht和oncode研究所合作的一项新研究提供了新的希望。
研究人员成功地纠正了导致人类肠道类器官CF的突变。这些类器官,也被称为微型器官,是模仿CF患者肠道功能的微小3D结构。它们之前是由同一个研究小组从CF患者的干细胞中开发出来的,并储存在乌得勒支的生物库中。发表在《生命科学联盟》(Life Science Alliance)杂志上的这项研究,使用了一种名为“初始编辑”(prime editing)的技术,将这些类器官中导致CF的突变DNA片段替换为健康DNA片段。
引体编辑是更著名的基因编辑技术CRISPR/Cas9的更新版本。CRISPR/Cas9在纠正DNA之前先将其切割。虽然这纠正了突变的DNA片段,但它也会对基因组的其他区域造成损害。
导致CF的突变定位于CFTR通道,该通道存在于包括肺在内的各种器官的细胞中。由于突变,通道不能正常工作,使覆盖细胞的黏液层水分过少:黏液变得粘稠。添加一种叫做福斯克林的物质会导致健康的类器官膨胀,但这种情况不会发生在CFTR通道突变的类器官中。“我们对这些突变进行了启动编辑,之后,经过处理的类器官表现出与健康类器官相同的反应:它们变得肿胀。这为我们提供了证据,证明我们的技术有效,并取代了突变的DNA,”Geurts解释说。
现在,研究人员表明,导致CF的突变可以安全地纠正,在临床应用更近了一步。“CRISPR/Cas9的新变体,如启动编辑,可以安全地纠正突变,而不会对DNA的其他区域造成损害。这有望使我们在未来治愈甚至预防遗传疾病。”但在此之前,研究人员仍然面临着一些挑战。例如,这项技术仍然需要进行调整,以便在人类中安全使用。Geurts总结说:“但这是在临床成功应用初始编辑的一大步。”