聽見幸福! CRISPR 剔除聽覺突變基因

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12 月 20 日(美國時間),布洛德研究所(Broad Institute)生物化學家 David Liu 研究團隊指出,透過 CRISPR-Cas9 剔除突變的 TMC1 基因,可延緩小鼠聽覺喪失,而本項研究刊登於《自然》(Nature)期刊。

TMC1 蛋白會在內耳毛細胞(hair cells)的纖毛上形成通道,當聲波引起纖毛運動時,通道就會打開,隨後鈣離子進入細胞內,生成電信號,接著傳遞到大腦形成聽覺。而當 TMC1 產生突變後,會導致毛細胞單通道電流和鈣滲透率降低,此時聽力就會逐漸喪失。然而,TMC1 突變患者,通常在 10-15 歲時會開始逐漸變聾。

該研究團隊以 “貝多芬”(Beethoven)小鼠為研究模式,選擇正電荷脂質(lipid)滴油為載體,來包覆 Cas9 蛋白,並且結合其導引 RNA(guide RNA)。然後,他們將包覆好的 Cas-9 和其導引 RNA 直接注射進入小鼠內耳毛細胞,去剔除僅有一個鹼基突變的 TMC1Bth基因,而保留野生型(wild type) TMC1 基因。八週過後,接受治療的小鼠,其毛細胞和聽力閾值(hearing thresholds),都有顯著改善結果,並且會因大聲的噪音(120 分貝)而受到驚嚇。然而,未接受治療的小鼠對噪音則是無動於衷。

如果後續進行的安全性及有效性的研究測試,仍持續呈現優異的療效,未來將可以進一步進行人體臨床試驗。本篇研究值得注意的地方,研究團隊所使用一次性的基因剔除方法,用脂質當作載體,傳送 Cas9 蛋白和其導引 RNA,因為沒有外源性 DNA 的參與,能大幅降低降低基因編輯的脫靶性。

延伸閱讀:罕病耳聾患者新曙光 基因治療

參考資料:
1. Nature. doi:10.1038/nature25164. Published online: 20 December 2017
2. https://www.nature.com/articles/d41586-017-08722-3
3. https://www.broadinstitute.org/news/crispr-therapy-preserves-hearing-genetic-deafness-model

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