基因修饰技术再向遗传疾病治疗迈进一步

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美国杜克大学研究团队成功以CRISPR技术治疗罹患肌肉萎缩症的老鼠

目前的基因修补技术对于单颗细胞往往可以有效发挥,但还无法扩及整片组织或单一器官,更不用说全身性治疗。例如杜氏肌肉萎缩症 (Duchenne muscular dystrophy, DMD) 就是一种由基因突变导致肌肉细胞不能正常产生dystrophin蛋白质所引发,进而影响全身肌肉的遗传性疾病。患者的肌肉纤维会因此变得脆弱而无力,肌肉细胞也会逐渐凋亡,最后患者往往因心肌或呼吸肌等重要肌肉停止运作死亡。

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CRISPR/Cas9是当今最有潜力的基因编辑技术,可利用CRISPR作为导航系统,将具有剪辑功能的Cas9酵素带往目标基因区将突变基因片段剪下,再换上正常的基因序列。美国杜克大学的生医工程副教授Charles A. Gersbach在近期带领团队利用CRISPR/Cas9技术,成功改善患有DMD之小鼠的dystrophin蛋白质产量、肌肉生理、肌力、以及心肌功能,奠定CRISPR/Cas9技术用于治疗全身性遗传疾病的可能性。Gersbach团队也花费不少巧思克服技术上的困难,包含:

1.以无毒的AAV (adeno-associated virus) 病毒,负责将CRISPR/Cas9工具组带入肌肉细胞;这种病毒可非常有效率地进入目标细胞,但又不会使人类生病,所以能把修改基因突变的治疗技术送至最大范围的区域。
2.由于既有的Cas9太大而不易搭载于AAV病毒,所以Gersbach团队找到金黄色葡萄球菌小巧又功能俱全的Cas9,成功解决工具组的装填问题。

目前全球每五千位男婴就有一位患有DMD,世界上更有成千上万因全身性遗传疾病而无法享受正常生活的患者。Gersbach团队的研究为这些患者提供契机,让他们未来可望透过类似基因修饰技术找回先天被剥夺的生活幸福。

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参考文献

探索本篇所介绍之研究的全文:
Nelson CE et al. In vivo genome editing improves muscle function in a mouse model of Duchenne muscular dystrophy. Science 2015 Dec 31. DOI: 10.1126/science.aad5143 [Epub ahead of print]

CRISPR演进历程说明:
https://www.broadinstitute.org/what-broad/areas-focus/project-spotlight/crispr-timeline

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