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Nature:体内CRISPR基因编辑技术助力永久降血脂

作者:佚名 来源:MedSci梅斯 日期:2021-05-21
导读

          体内基因编辑是一种新兴的治疗方法,可以实现在病人体内(如肝脏)进行DNA修饰。目前有的基因编辑手段包括CRISPR-Cas9和-Cas12核酸酶,CRISPR胞嘧啶碱基编辑器,CRISPR腺嘌呤碱基编辑器,以及CRISPR先导编辑器。其中,CRISPR碱基编辑是一种有潜力的基因编辑方式,因为与CRISPR-Cas9和其他基因编辑核酸酶相比,它们能有效地引入精确的靶向改变,而无需双链断裂。

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        体内基因编辑是一种新兴的治疗方法,可以实现在病人体内(如肝脏)进行DNA修饰。目前有的基因编辑手段包括CRISPR-Cas9和-Cas12核酸酶,CRISPR胞嘧啶碱基编辑器,CRISPR腺嘌呤碱基编辑器,以及CRISPR先导编辑器。其中,CRISPR碱基编辑是一种有潜力的基因编辑方式,因为与CRISPR-Cas9和其他基因编辑核酸酶相比,它们能有效地引入精确的靶向改变,而无需双链断裂。

        尽管在啮齿动物模型中,有许多用CRISPR-Cas9核酸酶和CRISPR碱基编辑器对目标基因进行体内编辑的例子,而且CRISPR-Cas9核酸酶疗法的临床试验正在进行中,但据我们所知,以前还没有关于CRISPR碱基编辑器在灵长类动物中有效传递的证明。

        PCSK9基因是体内基因编辑的一个候选目标。人类PCSK9的罕见功能增益突变会导致家族性高胆固醇血症,而自然发生的功能缺失的PCSK9变体在一些人群中的概率约为2-3%。这些变体导致血液中低密度脂蛋白(LDL)胆固醇水平降低,动脉粥样硬化性心血管疾病的风险降低,且不会出现严重的不良健康后果。此前有报道称,少数人的PCSK9存在完全敲除。

        PCSK9优先在肝脏中表达,使用小干扰RNA(siRNA)invisiran对该基因进行肝脏特异性敲除,对患者的血脂水平有治疗作用,且可以持续数月。原则上,对PCSK9的一次性编辑可以使血液中的低密度脂蛋白胆固醇水平产生更持久的、也许是永久性的降低,从而明显降低对低密度脂蛋白胆固醇的累积暴露;这与现有获批的疗法(例如他汀类药物和PCSK9抗体)形成鲜明对比,后者必须每天或每隔几周长期服用,患者依从性较差。

        最近,研究人员在Nature杂志发文,证明了使用脂质纳米颗粒在体内递送的CRISPR碱基编辑可以有效和精确地修改活体猴(Macaca fascicularis)的疾病相关基因。研究人员观察到,单次输注脂质纳米颗粒后,肝脏中的PCSK9几乎被完全敲除,同时PCSK9和低密度脂蛋白胆固醇的血液水平分别降低了约90%和约60%;所有这些变化在单剂量治疗后至少8个月保持稳定。

        PCSK9在原代人类肝细胞、原代猴肝细胞和小鼠中的腺嘌呤碱基编辑

        除了支持降低低密度脂蛋白胆固醇和治疗动脉粥样硬化性心血管疾病(全球死亡的主要原因7)的 "一劳永逸 "的方法外,该结果还为CRISPR碱基编辑如何有效地应用于肝脏和潜在的其他器官的治疗性目标基因的精确单核苷酸变化提供了概念验证。

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