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开发的更有效的血液干细胞编辑方案

马萨诸塞州的研究人员已经开发出一种策略来治疗两种最常见的遗传性血液疾病 - 镰状细胞病和β地中海贫血 - 将CRISPR-Cas9基因编辑应用于患者自身的血液干细胞。在两篇论文中描述,一个在本周出版的自然医学及其他本月初在血液,据说他们的方法克服了现有技术的挑战,更有效地编辑的血液干细胞比过去。

开发的更有效的血液干细胞编辑方案

“我们认为我们的工作定义了一种可以治疗常见血红蛋白疾病的策略,”Dana-Farber /波士顿儿童医学博士,两位论文的资深作者,医学博士Daniel Bauer说。“将基因编辑与自体干细胞移植相结合可能是治疗镰状细胞病,β-地中海贫血和其他血液疾病的一种疗法。”

在自然医学研究使用CRISPR-Cas9技术,由苏格兰人沃尔夫博士,麻省大学医学院领导的研究小组修改特别是Cas9蛋白优化基因编辑。在先前编辑人血液干细胞和祖细胞的基因组的尝试中,一旦细胞植入骨髓中,编辑的效率,特异性和长期稳定性就会发生变化。这项新技术改进了编辑的定位和持久性。

“通过我们新的非常有效的方案,我们可以在我们收集的几乎所有血液干细胞中编辑BCL11A增强子,克服编辑这些细胞的一些技术挑战,”Bauer说。“在我们的实验中,超过95%的增强子序列拷贝以我们期望的治疗方式改变。”鲍尔的团队使用该策略进行高度针对性的编辑。之前波士顿儿童医院的研究表明,灭活一种名为BCL11A的基因可以使红细胞在出生后继续产生胎儿形式的血红蛋白。胎儿血红蛋白不镰状,可以代替有缺陷的“成人”血红蛋白。最近,鲍尔发现了一个更安全的目标:BCL11A的遗传增强剂,仅在红细胞中有活性。

该策略使携带镰状细胞病患者的血液干细胞的小鼠能够产生具有足够胎儿血红蛋白的红细胞,以防止细胞镰状细胞。研究小组发现,基因编辑的细胞被注入血液中,植入骨髓并产生基因修正的红细胞。之后,当从这些小鼠中分离血液干细胞并移植到其他小鼠中时,细胞再次移植,仍然携带治疗基因的变化。

应用于β-地中海贫血患者的血液干细胞,同样的策略恢复了构成血红蛋白的珠蛋白链的正常平衡。

发表在血液中的另一项研究使用类似的基因编辑方案来靶向β-地中海贫血的形式,其涉及剪接突变 - 在β-珠蛋白基因附近的DNA位错误,其改变基因被读出以组装β-珠蛋白的方式。蛋白。在这项研究中,9名患有β地中海贫血的患者捐赠了他们的细胞,这些细胞在一个培养皿中进行操作。对于一些患者,麻省大学的团队生产了一种不同的酶Cas12a,以更有效地靶向其突变。CRISPR系统有效地编辑并恢复了来自每个患者的血细胞中β-珠蛋白的正常剪接。

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