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CRISPR-Cas9进行免疫

2019-04-24 09:33:24 • 来源：

在对人体有信心地使用CRISPR-Cas9之前，它必须证明它是安全的 - 而不仅仅是关于脱靶效应，这使许多科学家适应CRISPR-Cas9来编辑人体组织细胞中的基因。安全性的另一个方面是对Cas9蛋白的免疫原性，Cas9蛋白毕竟是异物。

CRISPR-Cas9进行免疫

为了解决免疫原性问题，亚利桑那州立大学(ASU)的科学家们已经确定了Cas9上的结合位点或表位，这些结合位点或表位吸引了免疫系统T细胞的注意。由亚利桑那州立大学弗吉尼亚G.Papper个性化诊断中心和ASU生命科学学院生物设计研究所教授Karen S. Anderson博士领导的科学家们也设计了缺少这些表位的Cas9的修饰版本。因此，改良的Cas9是Cas9的常见形式的隐身版本，其来自化脓性链球菌，这是一种许多人已经产生免疫力的细菌。

那么，Cas9的隐身版是否有效?根据ASU团队的说法，它保留了DNA切割能力，同时降低了T细胞的反应性。事实上，T细胞反应性显示减少25-30倍。

4月23日，Nature Communications在一篇名为“多功能CRISPR / Cas9与工程免疫沉默的人T细胞表位”的文章中发表了详细的研究结果。该文章提出证据证明Cas9蛋白可被修饰为“通过靶向突变消除免疫显性表位，同时保留其免疫显性表位”。功能和特异性。“

该文确认Cas9在人类中确实具有免疫原性，并且预先存在的化脓性链球菌可以驱使身体的T细胞发起针对细菌蛋白的免疫攻击。当筛选出143份血液样本时，其中82份(或57.3%)显示出可检测到的化脓性链球菌抗体水平。

该研究还描述了适用于基因编辑的Cas9的完整功能版本，其未被免疫系统识别和靶向。为了生成这种卧底Cas9，研究人员确定了抗体结合Cas9分子的区域(称为表位)，这些区域直接涉及触发T细胞识别和攻击。

将Cas9表位的所谓锚定残基中的两个突变单独地和组合地进行研究以评估它们对免疫原性的影响。仅通过一种氨基酸修饰这些区域就产生了可以在卧底操作的Cas9版本。

“这是我们所做的独特部分，”安德森说。“我们采取了那些优势表位并试图使它们沉默 - 仅仅通过在Cas9基因中进行一个或两个突变。但是我们重建了它，所以这个基因仍然有功能。这不是免疫沉默，但它更安静。“

实际上，研究结果证实，在培养的细胞中，重新设计的Cas9具有较低的免疫活性，同时保留其功能特性。作者强调该技术可与其他策略相结合，以进一步提高CRISPR安全性并减少对免疫抑制药物的需求。

在先前的基因编辑工作中，从人体组织中取出细胞，重新设计并在体内替换。CRISPR的强大功能使研究人员能够修改活体组织内的DNA，甚至可以通过单一CRISPR干预来靶向多种基因修饰。

“如果你想考虑修复器官中的细胞，如肝细胞，肾脏或大脑，”安德森指出，“那么你必须在那里表达细菌蛋白质。”这就是触发免疫的威胁对Cas9的反应成为一个令人生畏的障碍。

正在探索令人兴奋的新研究途径，这将使CRISPR能够用于诱导表观遗传变化，启动沉默基因，改变被破坏基因的活性或以其他方式修改基因表达而不会对DNA进行永久性改变。这样的干预将要求CRISPR系统在体内保持更长时间才能有效，可能数周或数月。在这里，对Cas9的潜在免疫力将更加重要。定制定制表位以沉默对Cas9的免疫应答提供了一种有吸引力的方法。

“非特异性局部免疫抑制方法，例如肿瘤细胞和某些病毒所使用的方法可以补充这些完全去免疫的策略，”当前文章的作者指出。“去免疫的Cas9可能有助于减少患者共同给药所需的其他免疫调节措施的剂量，从而促进治疗性的CRISPR应用，因为我们可以更好地了解该系统的免疫学后果。”

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