故障的「細胞發電機」?第一個活體內基因編輯治療粒線體疾病

0

粒線體號稱細胞發電機,是供應生物體所需能量的重要胞器,一旦粒線體功能損傷,許多高度仰賴能量供給的器官如心臟、大腦都會受到影響。更麻煩的是,粒線體疾病難以診斷,臨床特徵涵蓋發育遲緩、行動不便、失明、代謝疾病等相當廣泛,加深了粒線體疾病的治療難度。

雌激素治療心臟代謝疾病,但男女效果大不同?(基因線上國際版)

英國劍橋大學(University of Cambridge)團隊發佈《Cell》研究,提出以基因編輯修復粒線體異常的小鼠模型,能將粒線體異常的 DNA 鹼基 C 替換為 T,未來可能改良為治療粒線體疾病的一次性療法。

mtDNA 異常的實驗基因編輯療法

粒線體 DNA(mitochondria DNA, mtDNA)為生物體內獨立的母系遺傳 DNA,每個細胞中約有 1,000 組 mtDNA,其損傷或突變比率將影響是否導致粒線體疾病。一般而言,超過 60% 損傷會產生臨床症狀,疾病盛行率約為 1/5,000。

這項由劍橋大學團隊提出的療法,是運用一種來自雙股 DNA 脫氨酶(double-stranded DNA deaminase, DddA)的胸嘧啶(cytosine)鹼基編輯器:DdCBE。實驗團隊透過腺相關病毒(AAV)載體將 DdCBE 傳送至小鼠血液中,顯示此編輯器能被動物體順利吸收,並更改異常的粒線體鹼基。

這是第一個活體內的粒線體基因編輯工具,不過需注意的是,DdCBE 只能用於修復有部份基因缺陷的粒線體,對基因組全部異常的粒線體將失效。

「三親試管嬰兒」預防粒線體疾病仍處瓶頸?

近年許多科學家與醫學研究都積極探討粒線體疾病療法,英國政府更率先於 2014 年頒布《粒線體捐贈》(Mitochondrial Donation)草案,法案允許以三親試管嬰兒(three-person IVF)技術,將有缺陷的 mtDNA 以捐贈者的正常粒線體取代,避免嬰兒罹患相關疾病。

這項法案儘管前衛,但技術上仍有相當限制,因為一般的試管嬰兒都很難在三個週期以內成功,更不論「訂製嬰兒」技術引發的倫理爭議也還未獲得大眾支持。劍橋大學以小幅度更改 mtDNA 的基因編輯治療,也許會是未來可取代置換完整粒線體的新興療法。

延伸閱讀:解開幹細胞排斥之謎!粒線體 DNA 突變是主因

參考資料:
1. https://www.cam.ac.uk/research/news/study-in-mice-shows-potential-for-gene-editing-to-tackle-mitochondrial-disorders
2. Nature Communications, 2022; https://www.nature.com/articles/s41467-022-28358-w
3. https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/285251/mitochondrial_donation_consultation_document_24_02_14_Accessible_V0.4.pdf

©www.geneonline.news. All rights reserved. 基因線上版權所有 未經授權不得轉載。合作請聯繫:service@geneonlineasia.com

error: 注意: 右鍵複製內容已停用!