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新型遗传突变修复工具为干细胞治疗带来曙光

日期:2014-07-17 00:00:00

由美国Salk研究所、深圳华大基因研究院和中科院生物物理研究所等中外科学家组成的研究团队近日宣布,他们通过利用全基因组测序(WGS)首次明确了现有疾病基因组靶向矫正工具的安全可靠性,并突破性的创建了新型人类遗传突变修复工具telHDAdV,为今后以干细胞为基础的基因治疗提供了重要的理论依据。相关的研究成果发表于2014年7月3日的《Cell Stem Cell》杂志上。

人诱导多能干细胞技术(iPSC)是近来科研界的一大热点。所谓iPSC技术,就是利用病毒载体将转录因子转入分化的体细胞中,诱导细胞重新编程从而获得类似于胚胎干细胞的自体干细胞的技术。这一成就荣获了2012年的诺贝尔生理学奖。目前,iPS干细胞在体外已成功地被分化为神经元细胞、神经胶质细胞、心血管细胞和原始生殖细胞等,在神经系统疾病、心血管疾病等临床疾病治疗中具有巨大的应用介值。而且iPS干细胞不需要使用卵细胞或者胚胎,这在技术上和伦理上都更有优势。

在本项研究中,研究人员首次综合利用HDAdV,TALEN和CRISPR三种不同的方法,对镰刀形细胞贫血症患者iPSC中发生突变的血红蛋白基因(HBB)进行靶向矫正。研究结果表明这三种基因矫正方法对于HBB基因具有类似的打靶效率。此外,研究人员还通过全基因组深度测序发现TALEN和HDAdV在基因矫正过程中能最大限度地保持了病人基因组的完整性,因而是十分安全可靠的。

之后,研究人员通过整合TALEN和HDAdV,创建出一种新型高效的疾病基因矫正载体

telHDAdV。telHDAdV同时具有TALEN的特异性基因组切割和HDAdV的高导入效率及精确的大片段同源重组效率。在一个telHDAdV上,可以有效涵盖HBB基因座上所有可能包含的遗传突变,因此,telHDAdV可作为一个有效工具来治疗包括镰刀形细胞贫血症和地中海贫血症在内的不同种类的血红蛋白疾病。最终的实验结果表明,telHDAdV介导的基因修复比单独使用TALEN和CPRISPR在效率上约高数十倍。研究人员表示,telHDAdV,作为一个新型遗传突变修复工具,可在将来被应用于不同种类的人类致病基因突变的靶向矫正。