CRISPR拯救耳聾小鼠，基因編輯技術攻克遺傳疾病

前言：遺傳因素佔全部耳聾病例的將近一半，但遺傳性耳聾的治療選擇非常有限。每個人生下來都有特定數量的耳毛細胞，這些耳毛細胞一旦受損就會導致聽力下降甚至喪失，有很多基因的突變會產生有害蛋白從而損傷耳毛細胞。其中一個較常見的有害突變就是Tmc1基因。

CRISPR/Cas9基因編輯技術因其高效性和易用性成為治療遺傳病的有利武器。但是該方法用於基因治療時有一個必須要考慮的問題就是可能存在脫靶性，那麼要將CRISPR/Cas9基因編輯技術用於人類遺傳病的治療就必須解決脫靶性的問題。

12月20日，Broad研究所的Daviad Liu和麻省總醫院的Zheng-Yi Chen教授作為共同通訊作者在Nature發表題為：Treatment of autosomal dominant hearing loss by in vivo delivery of genome editing agents的文章（圖1），使用CRISPR–Cas9基因編輯技術成功恢復人類遺傳性耳聾小鼠模型的聽力。值得一提的是，該研究使用了陽離子脂質介導Cas9-gRNA複合物的體內遞送系統，該系統不含有DNA，不能複製，能有效的降低基因編輯的脫靶性，大大提高安全性。

圖1

由於該研究的重要意義和巨大前景，Nature同期發表了題為：An ode to gene edits

that prevent deafness的評論文章（圖2），對該研究做了高度評價。同時Nature News也做了題為：基因編輯拯救耳聾小鼠的新聞報道（圖3）。

圖2--NEWS&VIEWS

圖3--Nature News

Daviad Liu團隊將CRISPR成分--Cas9蛋白和gRNA封裝在帶有正電荷的脂質體中，然後將該脂質體直接注射到小鼠的內耳中，再被感受聲音振動的毛細胞所吸收。

圖4--RNP遞送的Cas9-sgRNA-脂質複合物實現毛細胞中的基因組編輯

陽離子脂質介導Cas9-gRNA複合物的體內遞送系統，有效改善人類遺傳性耳聾小鼠模型的聽力損失。該系統特異性敲除貝多芬小鼠模型中的Tmc1突變基因。（貝多芬小鼠攜帶Tmc1基因的一個突變拷貝和一個正常拷貝，該突變與正常基因相比僅有一個鹼基的差異，Tmc1基因突變會導致小鼠和人類的遺傳性耳聾，且該遺傳病時顯性遺傳。）將靶向Tmc1Bth等位基因的Cas9-gRNA-脂質複合物注射到新生Tmc1Bth / + 小鼠耳蝸中，顯著降低進行性聽力損失。在所有的測試中，治療過耳朵的小鼠比未注射基因編輯組分的對照小鼠表現更好。 例如，注射八周後，未經處理的對照小鼠對突然的120分貝噪音沒有反應（120分貝大約是搖滾音樂會或電鋸的音量）。 然而，接受治療的小鼠被噪音驚呆了。Tmc1突變基因與政策基因僅僅相差一個鹼基，但該系統很好的特異性敲除了突變基因，凸顯了CRISPR-Cas9基因編輯的潛力。

該研究為治療聽力損失的其他遺傳原因奠定了一條潛在的途徑。還解決了基因組編輯領域面臨的一個主要問題：如何將CRISPR-Cas9技術所需的蛋白質和RNA遞送到活體動物細胞中。

圖5--小鼠體內的基因編輯可以阻止遺傳性聽覺損失

通訊作者David Liu說：「如果進一步檢測顯示該方法的安全性和有效性，該方法將會用於基因治療」。David Liu 也表示希望以後能在眼中測試該技術，來解決遺傳性失明的問題。由於Cas9蛋白及gRNA很難轉移到注射部位以外較遠的位置，使得該方法不適合於治療影響大片組織如肌營養不良等遺傳病。

就在兩天前，FDA宣布批准 Spark Therapeutics 公司的基因療法Luxturna上市，用於治療特定遺傳性眼部疾病。AAV療法上市：讓生命不再受遺傳疾病的控制

David Liu是Nature剛剛評選的Nature年度十大人物之一，Natured對他的評價是「基因矯正者」。Nature年度十大人物。David Liu是張鋒在Broad研究所的同事，也和張鋒和Jennifer Doudna創立的基因編輯公司 Editas Medicine 的聯合創始人。

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