Mol Ther: CRISPR-Cas9基因編輯技術可用于治療地中海型貧血癥

       CRISPR/Cas9基因編輯技術被認為是治療各種單基因遺傳性疾病的最有希望的策略之一。在最近發表于《Molecular Therapy》雜志上的一項研究中，來自意大利費拉拉大學的Alessia Finotti教授等人首次通過CRISPR / Cas9基因編輯技術對β039地中海貧血突變進行了校正。結果證明，在對來自純合的β039地中海貧血患者的紅系前體細胞進行CRISPR / Cas9校正后，能夠獲得正常的β-globin。等位基因特異性PCR和測序證明了這一點。

       此外，校正后的β-珠蛋白mRNA的積累以及相關的β-globin和成人血紅蛋白（HbA）也能夠順利生成。該結果為治療地中海貧血癥提供了新的思路。

       

       作者介紹了利用CRISPR / Cas9基因編輯技術對地中海貧血癥患者進行治療的策略。首先，作者從患者體內提取得到了攜帶突變特征的紅細胞前體細胞，并且在不含促紅細胞生成素（EPO）的培養基中體外培養7天。之后向培養基中加入EPO以刺激細胞分化以及血紅蛋白的產生。3天后，向細胞中轉染CRISPR-Cas9組件，并且繼續培養5天。在此過程中，通過多種手段對細胞的基因組，轉錄組以及蛋白質水平進行檢測。

 

（圖1，CRISPR-Cas9基因編輯修復流程以及靶向基因序列）

      基因組水平檢測結果表明，CRISPR-Cas9能夠高效地修正地中海性貧血患者中相關基因的突變。具體而言，β39突變核苷酸為胸腺嘧啶（T），經過編輯后成功地轉變為正常的胞嘧啶（C）。豐度分析結果顯示，在CRISPR-Cas9轉染之后，至少4.5%的細胞中突變位點得到了修正。進一步，作者檢測了修正后的mRNA表達水平。RT-PCR檢測結果表明：修正后的mRNA表達水平相比未處理組中原始突變mRNA，至少高8倍左右。

      最終，作者通過WB以及HPLC技術，驗證了基因編輯后的細胞能夠生成正確的β-globin，表明其功能能夠得到恢復，此外，HbA蛋白的表達也得到了明顯的恢復。基于上述結果，作者認為CRISPR-Cas9技術對于治療因核苷酸突變導致的地中海型貧血癥具有極大的潛力