鐮刀細(xì)胞貧血癥(sickle cell anemia)和β-地中海貧血(β-thalassemia)都是由于編碼人血紅蛋白β亞基的HBB基因上出現(xiàn)突變而導(dǎo)致的遺傳性貧血癥。這些**患者可能終生需要接受輸血或者其它療法的**。已有研究表明,在人中重新表達(dá)胎兒血紅蛋白可以起到緩解貧血癥狀的作用。但是編碼胎兒血紅蛋白的基因在胎兒出生之后就停止表達(dá)了。日前,在《Nature Genetics》上發(fā)表的*新研究中,新南威爾士大學(xué)(University of New South Wales, UNSW)的研究人員使用CRISPR基因編輯技術(shù)在編碼胎兒血紅蛋白的基因中加入自然界中存在的罕見基因突變,從而使這些基因能夠在人患者身上表達(dá)。這一發(fā)現(xiàn)有可能產(chǎn)生**因?yàn)镠BB基因突變導(dǎo)致的多項(xiàng)血液**的基因療法。
鐮刀細(xì)胞貧血癥或β-地中海貧血患者體內(nèi)的血紅蛋白因?yàn)镠BB基因上的突變而無(wú)法正常行使攜帶氧氣的功能。但是少部分患者體內(nèi)編碼胎兒血紅蛋白的基因上攜帶著自然發(fā)生的基因突變。這些基因突變讓原本在出生后就停止表達(dá)的胎兒血紅蛋白在階段仍然能夠持續(xù)表達(dá),從而緩解貧血癥狀。當(dāng)研究人員使用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)將這些自然界中出現(xiàn)的基因突變加入到表達(dá)胎兒血紅蛋白的基因上后,他們發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)基因編輯的胎兒血紅蛋白基因在血紅細(xì)胞中的表達(dá)量顯著提高。
進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),名為BCL11A和ZBTB7A的基因編碼的蛋白能夠直接與編碼胎兒血紅蛋白的基因的啟動(dòng)子區(qū)域結(jié)合,從而抑制胎兒血紅蛋白的表達(dá)。而那些讓胎兒血紅蛋白持續(xù)表達(dá)的基因突變會(huì)破壞BCL11A和ZBTB7A蛋白與啟動(dòng)子區(qū)域的結(jié)合,從而解除對(duì)胎兒血紅蛋白表達(dá)的抑制。
“在過(guò)去的50年里,科學(xué)家們一直在努力尋找胎兒血紅蛋白基因被關(guān)閉的原因,從而開發(fā)出重新啟動(dòng)這些基因的方法,”這項(xiàng)研究的負(fù)責(zé)人、UNSW生物技術(shù)和生物分子科學(xué)學(xué)院的Merlin Crossley教授說(shuō):“我們的研究解開了這個(gè)秘密?!?
“我們的**手法可以說(shuō)是‘有機(jī)基因療法’的先驅(qū),”Crossley博士補(bǔ)充說(shuō):“之所以說(shuō)它有機(jī)是因?yàn)槲覀儧](méi)有向細(xì)胞中引入任何新的DNA,我們只是通過(guò)基因工程,引入了在自然界中已經(jīng)存在能夠改善患者癥狀的良性突變?!?
“我們預(yù)計(jì)它應(yīng)該是一種**而且有效的療法,而且可以用于**包括地中海貧血和鐮刀細(xì)胞貧血癥在內(nèi)的一系列常見遺傳血液病?!?
基于使用CRISPR基因編輯技術(shù)提高胎兒血紅蛋白表達(dá)量的基因療法已經(jīng)進(jìn)入臨床階段,去年12月,CRISPR Therapeutics公司已經(jīng)向FDA遞交了使用CTX001**β-地中海貧血的臨床試驗(yàn)申請(qǐng)。CTX001療法收集患者的血紅細(xì)胞,利用CRISPR基因編輯技術(shù)提高胎兒血紅蛋白的表達(dá),然后將這些經(jīng)過(guò)基因工程改良的血紅細(xì)胞注回患者體內(nèi)達(dá)到**效果。檢測(cè)CTX001療法**性和療效的臨床1/2期試驗(yàn)將在今年開始。