基因編輯技術重大突破！CRISPR首次可以編輯不分裂細胞，使用範圍或大幅擴張
這幾天，不管是不是醫療圈的小夥伴，恐怕都已經被「華西醫院」刷了屏。是的，華西醫院全球首例CRISPR人體試驗已經開展，研究人員利用CRISPR-Cas9技術對一位非小細胞肺癌患者的免疫細胞進行了「基因編輯」。
毫無疑問，基因編輯技術一直是近年來科研圈「炙手可熱」的「紅人」，這邊「全球首例人體試驗」的熱度還沒散去，那邊「新的基因編輯技術可治療失明」又搞了個大新聞出來了。
對於這個「大新聞」，研究的通訊作者，美國索爾克研究所的首席研究員Juan Carlos Izpisua Belmonte說：「我對於我們的新發現感到非常興奮，因為這是過去從未做到過的事情，在未來的幾十年里，它將擁有巨大的發展前景。」
Juan Carlos Izpisua Belmonte研究員（右1）和他的團隊
這個「新發現」發表在了本周的《自然》雜誌上[1]。為什麼Belmonte研究員會對它有如此高度的評價呢？我們得先從現有的基因編輯技術的「局限性」說起。包括CRISPR-Cas9在內的幾種技術目前都只能在分裂能力強、不成熟的細胞內進行基因編輯，而在腦細胞、眼部細胞和神經元細胞等成熟的、非分裂細胞中，因為一類細胞信號通路沒有開啟，所以就不能夠準確地修復基因。
那麼這次的新研究就解決了這個問題。他們是如何做到的呢？首先，研究人員們靶向了一個DNA修復的細胞通路——NHEJ（非同源性末端接合），它可以修復常規的DNA斷裂。然後他們設計了一個針對NHEJ的「核酸靶向插入系統（HITI）」，利用腺病毒做載體，讓它們進入神經元中，利用CRISPR-Cas9技術將其中攜帶的基因敲入缺失的特定位點。
對這個新技術，文章的共同第一作者Keiichiro Suzuki說：「利用NHEJ通路插入新的DNA是基因編輯領域一項革命性的成果，過去從沒有人這樣做過。」那麼既然在體外獲得了成功，體內實驗的結果又如何呢？
於是研究人員在小鼠身上進行了複製。他們培養了色素性視網膜炎（RP）小鼠模型，RP是一種遺傳疾病，可導致視神經萎縮，逐漸失明。而在過去，科學家就已經發現導致它的原因就是Mertk基因的部分缺失。於是研究人員將構建好的缺失部分的拷貝連接上載體，注射入視網膜下。
研究人員對HITI技術的介紹
接受了這一「治療」的小鼠均為3周齡，在治療5周後，研究人員開始對治療結果進行觀察。他們發現，已經全盲的小鼠們對光照刺激有了反應，損傷的視網膜細胞也在逐漸恢復，也就是說，「盲鼠」的視力確實得到了部分恢復！
更讓人感到驚喜的是，除了在成熟細胞中能夠發揮作用，在不成熟細胞中，相對於現有的基因編輯技術，索爾克研究所新技術的編輯效率是它們的10倍之高！這大概也是Belmonte研究員對這一技術非常有信心的原因吧。
作為一個剛剛「起步」的技術，研究團隊表示，他們下一步的目標是提高HITI的傳送效率，繼續探索它在其他成熟細胞中基因編輯的效果，修復那些受損的心肌細胞、腦細胞等等。「利用基因編輯技術，我們第一次離治癒曾經『無法治癒』的疾病如此之近，這真的讓人感到十分激動。」
參考文獻：
[1]Keiichiro Suzuki, Yuji Tsunekawa, Reyna Hernandez-Benitez, Jun Wu, Jie Zhu, Euiseok J. Kim, Fumiyuki Hatanaka, Mako Yamamoto, Toshikazu Araoka, Juan Carlos Izpisua Belmonte. In vivo genome editing via CRISPR/Cas9 mediated homology-independent targeted integration.Nature, 2016; DOI:10.1038/nature20565
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