研究人员为杜氏肌营养不良症设计了改进的基因编辑过程
![A normal mouse muscle fiber (top left) is contrasted with a muscle fiber from a mouse model of Duchenne muscular dystrophy (bottom right). In normal mice, stem cells (pink) express dystrophin (green) and are able to easily generate new muscle fibers, but in the disease model, there is no dystrophin and the stem cells lose their sense of direction and have trouble generating new muscle fibers. Reproduced with permission of Will Wang. Credit: Will Wang 杜氏肌营养不良症是一种干细胞疾病](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2015/duchennemusc.jpg)
德州大学西南医学中心的再生医学研究人员使用CRISPR/Cas9工具开发了一种改进和简化的基因编辑技术,以纠正导致杜氏肌营养不良的常见突变。
科学家在报告中称,当研究人员将这种新的单切口技术应用于他们开发的新小鼠模型上时,这些小鼠表现出了更好的肌肉质量和力量科学转化医学.
哈蒙再生科学与医学中心主任、德克萨斯大学西南分校威尔斯通肌肉萎缩症合作研究中心联合主任埃里克·奥尔森博士说:“我们认为这些进步对该领域很有价值,可以帮助我们更接近于解决人类的这种疾病。”
这种新方法在小鼠模型的骨骼肌和心脏中恢复了高达90%的肌萎缩蛋白表达。营养不良蛋白的缺乏会导致肌肉和心脏衰竭,最终导致杜氏肌营养不良症(DMD)的过早死亡。
德克萨斯大学西南分校分子生物学主席奥尔森博士说,研究人员现在正在人类DMD细胞中使用改进的技术,并期望他们最终能够纠正60%到80%的人类DMD突变。
奥尔森博士说,新创建的小鼠模型模仿了杜氏肌营养不良症患者中常见的一种基因突变,将供其他在这一领域进行研究的人使用。它可以取代已有几十年历史的常用版本,不像大多数导致人类肌肉萎缩的DNA故障。
“我们制作了一个更忠实地代表人类疾病的小鼠模型,”奥尔森博士解释说,他是心脏出生缺陷研究的波格杰出主席,罗伯特·a·韦尔奇科学杰出主席,安妮和威利·尼尔森干细胞研究教授。
一旦研究人员创造了具有常见的dmd引起基因突变的新小鼠模型,他们就能够找出纠正问题的方法。奥尔森博士实验室的博士后、本研究的第一作者Leonela Amoasii博士说:“我们确定并优化了一种简单的方法,通过在基因组DNA上进行一次切割来纠正肌营养不良蛋白的表达。”
杜氏肌营养不良症是最常见和最严重的肌肉营养不良症,导致肌肉纤维分解,经常导致成年早期死亡。这种病在男孩中最常见,每5000个出生的男性中就有一个患有这种病,而且无法治愈。
2014年,奥尔森博士的团队首次使用CRISPR/ cas9介导的基因组编辑来纠正小鼠种系中的突变,并预防肌肉萎缩症.从那以后,他们已经开发出了成功编辑患有该病的小鼠以及人类细胞中的缺陷基因的技术,并正在努力开发最终用于人体试验的技术。
在这项研究中,研究人员开发了新的小鼠模型使用CRISPR/Cas9基因编辑技术,在DMD中发现了常见的人类外显子缺失,即50外显子,剪掉了编码营养不良蛋白的基因片段,营养不良蛋白是健康肌肉所必需的蛋白质。他说,然后他们修改了一种病毒,使其能够专门将CRISPR/Cas9基因编辑组件传递到肌肉组织,如果这一过程最终用于人类,则具有更强的特异性和更高的安全性。
奥尔森博士说,他希望帮助开展安全性和临床前研究,从而在未来几年进行人体测试。这项技术正在通过生物技术公司Exonics Therapeutics进行商业化开发,该公司于2017年2月成立,以推进其科学创始人奥尔森博士的研究。
更多信息:L. Amoasii等人,“单切基因组编辑在一种新的肌肉营养不良小鼠模型中恢复肌萎缩蛋白的表达,”科学转化医学(2017).Stm.sciencemag.org/lookup/doi/…scitranslmed.aan8081