CRISPR提供新型乙肝治療策略
日期:2015-09-10 08:50:17
目前的抗病毒療法還不能治愈乙型肝炎病毒(HBV)感染,成功根除HBV需要滅活病毒的基因組,其主要存在于宿主細(xì)胞,作為游離共價閉合環(huán)狀DNA(cccDNA),在較小的范圍內(nèi),作為染色體整合的序列。然而,新型設(shè)計酶,如CRISPR/Cas9 RNA引導(dǎo)的核酸酶系統(tǒng),為直接攻擊HBV基因組的先進(jìn)治療策略的開發(fā),提供了技術(shù)。用于人類治療時,這種設(shè)計酶應(yīng)該識別不同的HBV基因型,并造成最小的脫靶效應(yīng)。延伸閱讀:Nature子刊:我科學(xué)家利用CRISPR破壞乙肝病毒。
九月三日,來自德國Heinrich Pette研究所、University Medical Center Eppendorf和German Center for Infection Research (DZIF)等處的研究人員,在Nature子刊《Scientific Reports》發(fā)表的一項研究中,在HBV基因組的S和X區(qū)中確定了交叉基因型保守的HBV序列,可被Cas9切口酶靶定進(jìn)行特異性和有效的切割。這種方法不僅能破壞記者細(xì)胞系中的游離cccDNA和染色體整合HBV靶位點,而且也能破壞慢性感染和新感染肝癌細(xì)胞株中的HBV復(fù)制。這些數(shù)據(jù)表明,可以使用CRISPR/Cas9切口酶,作為HBV感染的新型治療策略。
在過去的幾年中,至少已經(jīng)開發(fā)出了三種革命性的基因組編輯技術(shù),如ZFNs、TALENs和最近的CRISPR/Cas9 RNA引導(dǎo)的核酸酶系統(tǒng)。事實上,已有研究人員利用ZFNs、TALENs和最近的CRISPR/Cas9,在不同的檢測系統(tǒng)中獲得了對HBV的抗病毒作用。然而,除了核酸酶的最佳傳遞、循環(huán)HBV株中最佳靶位點的保守性之外,還存在潛在脫靶效應(yīng)的高度相關(guān)問題。
最近,Cas9酶的一種突變“切口酶”版本(Cas9n)已經(jīng)得以描述,它能夠基于一段共表達(dá)的引導(dǎo)RNA(gRNA)界定的靶序列(而不是野生型酶產(chǎn)生的雙鏈DNA斷裂,DSBs),在特異位點引入單鏈DNA斷裂(nick)。因此,通過Cas9切口酶(Cas9n)和一對適當(dāng)間距的gRNAs、兩個相鄰、相反的鏈缺口,可引起DSBs,并觸發(fā)易出錯的非同源末端連接(NHEJ)修復(fù)。重要的是,利用完整的鏈作為模板,不希望得到的脫靶缺口得到了精確修復(fù)。為此,雙切口方法可使靶向特異性提高1500倍。酶保真度的這一顯著提高,未來可用于Cas9核酸酶的治療應(yīng)用,如用于慢性HBV感染的治療。
在這項研究中,研究人員調(diào)查了改進(jìn)的CRISPR/Cas9切口酶系統(tǒng),可選擇性地靶定和滅活記者細(xì)胞系和慢性感染的肝癌細(xì)胞株中的游離以及染色體整合的HBV序列。研究人員證明,HBV的S和X基因的兩個高度保守區(qū)域,可以用于Cas9n介導(dǎo)的HBV滅活,從而支持一個概念:設(shè)計酶的進(jìn)一步臨床開發(fā),最終可能根除感染患者體內(nèi)的HBV。