僅用時2周，CRISPR快速篩出ALS治療要害

本研究發表在《Nature Genetics》，文中還曝光了一組加速患者神經細胞死亡的潛在基因。

美國國立衛生研究院資助斯坦福大學的研究人員，使用基因編輯工具CRISPR-Cas9快速鑒定出了C9orf72基因突變是修改人類肌萎縮性脊髓側索硬化症（amyotrophic lateral sclerosis，ALS）和額顳葉痴呆（frontotemporal dementia，FTD）嚴重性的基因。本研究發表在《Nature Genetics》，文中還曝光了一組加速患者神經細胞死亡的潛在基因。

將近40% 遺傳ALS病例和25% 遺傳FTD病例的致病突變是由於C9orf72內插入了額外的DNA序列，這種突變類型被稱為六核苷酸重複序列（hexanucleotide repeats）。重複序列產生的潛在毒性RNA和蛋白能殺死神經元，造成運動神經元損傷，ALS患者癱瘓無力，FTD患者語言和決策功能受損。

在Aaron D. Gitler博士和Michael C. Bassik博士的領導下，研究團隊利用CRISPR逐個失活人類白血病細胞的每個基因來檢驗細胞是否能在六核甘酸重複序列驅動的毒性蛋白DPRs的處理下存活。如果細胞活得更久或者死亡速度加快，都說明失活的基因可能是DPR毒的重點嫌疑人。

研究最終證實，控制分子進出細胞核運動的基因可能是幫凶。此外，還有一些新基因，包括修飾染色體的和幫助細胞組裝蛋白通過內質網（ER）的基因。

第二輪CRISPR的篩選對象是小鼠腦細胞。在白血病細胞中鑒定的200個重點基因可以幫助小鼠神經元在DPR暴露下存活。

最後，他們進一步驗證了ER基因的重要性，尤其是TMX2基因。例如，研究人員用來自ALS患者攜帶C9orf72的皮膚細胞誘導神經元， TMX2基因沉默的細胞的生存時間大於普通細胞。這項發現表明，TMX2基因可能是針對ALS的一種新治療方法。

作者推斷，降低細胞TMX2，「生存蛋白」產量提高，從而保護細胞免受DPR蛋白之毒。

過去，這類研究只能在酵母、線蟲和蒼蠅的基因組上逐一檢驗。CRISPR基因編輯技術的飛躍，使研究人員僅花費2周時間就能完成整套人類基因組的全面搜索。這種更快、更徹底的方法還能用於其他神經系統疾病相關基因的快速識別。

原文標題

CRISPR-Cas9 screens in human cells and primary neurons identify modifiers of C9orf72 dipeptide repeat protein toxicity

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