基因編輯2018繼續發力，CRISPR最新研究進展

本周關注

基因編輯技術指能夠讓人類對目標基因進行「編輯」，實現對特定DNA片段的敲除、加入等。而CRISPR/Cas9技術自問世以來，就有著其它基因編輯技術無可比擬的優勢，技術不斷改進後，更被認為能夠在活細胞中最有效、最便捷地「編輯」任何基因。2017年基因編輯技術取得了飛躍式的發展，多項新發現陸續報道。在2018年已經過去的2個月中，又有哪些重大的CRISPR研究發現呢？

1.Science：利用基於CRISPR/Cas9的DNA標記技術觀察動態DNA舞蹈

來自美國斯坦福大學的研究人員設計了一種方法：將由許多不同的gRNA組成的陣列導入細胞中，從而精確識別獨特的非重複性DNA片段並利用多種熒光分子對它們進行標記，這樣就能夠在顯微鏡下很容易地可視化觀察到它們。這種新的DNA標記技術能夠利用熒光分子精確地標記任何單個DNA片段，並追蹤它們的三維位置和運動，從而允許揭示出這種DNA舞蹈。研究人員將這種技術稱為嵌合gRNA寡核苷酸陣列（chimeric array of gRNA oligo, CARGO）。相關研究結果於1月25日在線發表在Science上，標題為「Transcription-coupled changes in nuclear mobility of mammalian cis-regulatory elements」。

圖片來自Thomas Splettstoesser (Wikipedia, CC BY-SA 4.0)

研究人員表示，CARGO技術將對尋求解答關於基因組或基因表達的許多不同問題的研究人員是有用的。

2.Cell Rep：為何CRISPR/Cas9存在脫靶效應？

Cas9蛋白的發現簡化了基因編輯，甚至可能在不遠的將來消除很多遺傳性疾病。利用Cas9，科學家們能夠校正發生突變的基因，或者導入新的遺傳物質。最初，CRISPR-Cas9系統似乎是非常準確的。然而，Cas9有時也切割與它靶向的序列相類似的其他DNA序列。來自荷蘭代爾夫特理工大學的研究人員開發出一種數學模型來解釋為何Cas9會切割一些DNA序列，同時又讓其他的DNA序列保持完整。2月6日，相關研究結果發表在Cell Reports上，標題為「Hybridization Kinetics Explains CRISPR-Cas Off-Targeting Rules」。

研究人員解釋，當Cas9查驗一種DNA序列是否匹配時，它從這條鏈的一端開始查驗。 隨後，它會依次查驗這條鏈中的所有鹼基。一種DNA序列包含的不匹配的鹼基越多，並且這些不匹配的鹼基越接近這種序列的開始處，Cas9就越不可能對它進行切割，相反，它將從DNA中脫落下來並繼續尋找一段能夠更好地匹配它的RNA模板的DNA序列。方研究團隊開發的簡單數學模型能夠非常好地預測現有的關於Cas9切割行為的數據。該模型還解釋了當Cas9在一段DNA序列的起始處遇到不匹配的鹼基，或者兩個不匹配的鹼基挨得很近時，它為何不能對這段DNA序列進行切割。

3.Angew Chem：讓CRISPR/Cas9鑽進癌細胞進行基因編輯！

在癌症研究領域，」Cas-9–sgRNA「複合物是一種有效的基因編輯工具，但是其穿過細胞膜接觸腫瘤細胞基因組的能力非常低。來自美國和丹麥的科學家們現在開發了一種可以運動的納米馬達，可以有效輸送並釋放基因編輯系統。2月6日，在這篇發表於Angewandte Chemie的文章中，研究人員詳細描述了他們開發的超聲驅動的納米馬達。

研究人員開發出了一種超聲驅動的納米線，可以主動將Cas9–sgRNA複合物運輸穿過細胞膜進入細胞。它們可以被癌細胞內豐富的天然還原性物質谷胱甘肽打斷，這就促使Cas9–sgRNA複合物被釋放進入細胞核發揮作用，如敲除基因。

4.Cell：一種基於CRISPR/Cas9的技術有望治療脆性X染色體綜合征

脆性X染色體綜合征是由X染色體上的FMR1基因發生突變引起的，而甲基化會阻止該突變基因的表達。已有研究證實在大腦發育期間，缺乏FMR1編碼蛋白會引起與綜合征相關神經元過度興奮。在一項新研究中，來自美國懷特黑德生物醫學研究所的研究人員首次使用他們開發的一種移除甲基化的改進型CRISPR / Cas9系統，恢復了受影響神經元中的FMR1基因活性，證明該方法可用於甲基化異常引起的疾病的靶向治療。這項研究首次直接證明對FMR1基因的特定片段進行去甲基化能夠重新激活該基因，從而拯救受脆性X染色體綜合征影響的神經元。該研究結果於2018年2月15日在線發表在Cell上，論文標題為「Rescue of Fragile X Syndrome Neurons by DNA Methylation Editing of the FMR1 Gene」。

5.Science：科學家開發出基於CRISPR的新型基因試紙

SHERLOCK取得成功的關鍵在於一種被稱作Cas13的CRISPR相關蛋白，這種蛋白經編程後可結合到特定的RNA片段上，並且Cas13可以靶向任何基因序列，包括病毒基因組、細菌耐葯基因或導致癌症的基因突變。但在某些情況下，一旦Cas13定位到並切割它指定的靶標，這種酶就會超速運轉，從而不加區別地切割附近的其他RNA。研究人員將這種「脫靶」活性轉化為的優勢，從而設計出這種與DNA和RNA相兼容的SHERLOCK系統。

6.Science：利用CRISPR構建細胞記錄儀，捕獲DNA數據

David Liu

David Liu表示，為尋求更清晰的信息記錄，CAMERA不僅要記錄一個細胞是否經歷過刺激，而且還記錄刺激強度以及持續時間，我們希望能夠看到某些細胞是執行還是忽略某些信號來停止生長，這有助於更好地了解癌症的發生。

7.Nature：CRISPR適用範圍擴大四倍，特異性提升百倍！

2月28日，David Liu又為我們帶來了全新的進化版Cas酶——xCas9，比起目前使用最廣泛的spCas9，xCas9在轉錄激活、DNA剪切、單鹼基編輯等方面的應用範圍擴大了四倍！這意味著，利用CRISPR-Cas9對目前已知致病突變修改的可能，從原來的不到三成猛漲到七成以上！與此同時，令研究者喜出望外的是，xCas9的脫靶效應比spCas9低得多得多，部分序列的試驗數據僅有原始版的1/100！

8.Science：Jennifer Doudna利用CRISPR-Cas12a技術檢測病毒DNA

在某些情況下，Cas12a會變成一種DNA切碎機，將附近的任何單鏈DNA進行切割。為了實現有效切割，研究人員添加了嚮導RNA和熒光分子，Cas12a可以通過嚮導RNA靶向切割目標分子，研究人員也可以通過檢測熒光信號監測Cas12a的切割。

Jennifer Doudna團隊與加州大學舊金山分校的Joel Palefsky博士團隊合作，尋找兩種致癌性HPV（HPV16和HPV18）的DNA信號。研究人員獲取了25份未感染HPV、感染兩種致癌性HPV中的一種或兩種的人源DNA樣品。對HPV16而言，DETECTR對25份樣本均作出了正確判斷。對HPV18而言，DETECTR正確地判斷了這25份樣品中的23份。相關研究於2月15日在線發表在Science上，標題為「CRISPR-Cas12a target binding unleashes indiscriminate single-stranded DNase activity」。

Doudna團隊開發的方法可能很容易地用於檢測其他類型的病毒或細菌感染，甚至是癌症標誌物，染色體異常或其他的遺傳信號。與當前的HPV檢測方法相比，DETECTR系統更簡單快速，且不需要專門的設備，使該系統用於資源有限的健康中心和即時診斷成為可能。

9.Nat Microbio：科學家發現新的CRISPR/Cas9系統！

由德國弗萊堡大學Juliane Behler和Wolfgang Hess教授領導的研究團隊發現了一種新酶——一種涉及CRISPR/Cas9系統以及調節基因正常表達的特殊RNA剪刀。2月5日，相關研究成果發表在Nature Microbiology上。

科學家們發現RNA酶也可以作為藍藻細菌中CRISPR/Cas9系統的RNA剪刀。這種酶非常常見，不僅出現在光合成藍藻細菌中，同時還出現在一些致病的細菌和植物葉綠體中。它是所有這些物種正確調節基因表達的重要因子。

10.Sci Adv：重磅！科學家利用CRISPR/Cas9技術成功治療杜氏肌營養不良症

近日，一項刊登在國際雜誌Science Advances上的研究報告中，來自美國和德國的科學家們運用了一種名為」myoediting「的技術，在該技術中CRISPR主要靶向作用基因突變的熱點區域，從而有效對整個基因簇進行編輯和修復。該方法或許有望利用杜氏肌營養不良（DMD）症患者機體的多能幹細胞來產生健康的心肌，同時還克服了此前研究人員對DMD細胞進行基因編輯時遇到的多種問題。

來源：整合自網路

國外資訊

1.3月3日，MeiraGTx 宣布，歐洲藥品管理局已授予其基因治療候選產品 A002 優先藥品（PRIME）資格，用於治療因 CNGB3 基因突變而導致全色盲的患者（ACHM） 。該藥物剛剛獲得美國 FDA 頒發的罕見兒科疾病藥物資格，用於治療 ACHM，並從 FDA 和 EMA 獲得孤兒葯資格。

2.3月2日，Helix公司宣布已完成B輪融資的第一輪。Helix公司表示，公司B輪計劃融資2億美元，將用於開發基於下一代測序技術的創新型健康產品，推進個人基因組學的革命。

3.3月2日，Rubius Therapeutics宣布成功完成超額認購1億美元融資。Rubius獨有的RED PLATFORM?平台能開發Red-Cell Therapeutics?（RCT）產品，這些基因工程化的去核紅細胞能為多個治療領域的患者提供異體、即用型的細胞療法。

4.3月1日，美國舊金山的生物製藥公司FibroGen對外表示，美國FDA已授予公司在研抗結締組織生長因子抗體pamrevlumab用於局部晚期不可手術切除胰腺癌治療的快速通道地位。

5.2月28日，阿斯利康製藥稱，其全球生物製品研發部門MedImmune正通過將公司的6個早期炎症和自身免疫項目剝離出來，成立一家獨立的生物技術公司Viela Bio，致力於依據疾病深層次原因開發用於嚴重自身免疫性疾病的治療藥物。

6.3月1日，生物製藥公司FibroGen對外表示，美國FDA已授予公司在研抗結締組織生長因子抗體pamrevlumab用於局部晚期不可手術切除胰腺癌治療的快速通道地位。

7.近日，腫瘤免疫療法新銳Quentis Therapeutics閃亮登場，並宣布完成了4800萬美元A輪融資，致力於推動開發下一代癌症免疫療法——內質網應激調整劑新葯。

8.2月27日，瑞士羅氏集團表示，歐盟委員會已批准其藥物Hemlibra用於對標準治療產生了抗藥性的血友病患者。去年該葯已經在美國獲得批准。

9.近日，基因編輯技術公司Inscripta宣布完成了5550萬美元的C輪融資，用於加速推進其基於CRISPR的基因編輯工具的開發和商業化，以及擴大專業團隊。

10.近日，美國國家綜合癌症網路發布了最新的前列腺癌指南，其中包括家族史作用，DNA修復基因突變以及使用默克藥物Keytruda潛在治療的微衛星不穩定性試驗和錯配修復狀態的新信息。

國內資訊

1.3月2日，CAR-T細胞療法研發企業科濟生物(CARsgen Therapeutics)宣布：公司與投資人已簽署了6000萬美元的Pre-C輪融資框架協議。本輪募集的資金將主要用於支持科濟生物多個CAR-T產品國內外新葯申報及註冊臨床推進，助力公司在CAR-T領域的創新突破。

2.3月2日，國家葯監局藥品審評中心信息顯示，長生生物和華蘭生物申報上市的四價流感疫苗完成了藥理毒理、臨床和藥學等所有的技術審評。考慮目前流感高發，預計審批進程會加快。

3.2月28日，由科技部牽頭，發改委、財政部共16部委組成的《國家生物技術發展戰略綱要》編製領導小組第一次會議召開，意味著《綱要》正式步入編製階段。

4.2月28日，上海市衛生計生委宣布成立首批「上海市罕見病診治中心」、「上海市兒童罕見病診治中心」以及「上海市罕見病診治門診」，更多地整合學科資源，讓罕見病患者的求醫之路更加順暢。

5.2月28日，由北京協和醫院、中國醫學科學院罕見病研究中心、中國研究型醫院學會罕見病分會主辦的第11個國際罕見病日主題活動及新葯創製論壇在北京協和醫院學術會堂舉行。

6.2月23日，港交所發布《新興及創新產業公司上市制度諮詢文件》，將允許未能通過財務資格測試的生物科技公司，包括未有收益或盈利記錄的公司上市。

7.3月2日，美康生物發布公告表示，美康生物的控股子公司聊城美康盛達以自由資金出資2000萬元，在山東聊城市設立了全資子公司聊城醫檢所。

·END ·

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！