科學家利用基因編輯技術(shù)成功地提高了狗的肌肉蛋白水平，該研究有助于將杜氏肌營養(yǎng)不良癥的新療法推向人類臨床試驗。

迪娜·法恩·馬龍 Dina Fine Maron

科學家利用CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，成功地提高了四只狗的肌肉蛋白水平，這些狗患有最常見的一種肌營養(yǎng)不良癥。這項技術(shù)上的改進有助于推動利用同樣的療法進行人類臨床試驗，以對抗這種致命的肌肉萎縮疾病。

如果證明該方法在人類中是有效的，那么就有可能從根本上改變杜氏肌營養(yǎng)不良癥患者的健康狀況。杜氏肌營養(yǎng)不良癥是一種罕見的遺傳疾病，多見于男孩?；蛲蛔儗е录I養(yǎng)不良癥患者的肌肉細胞極少生成或根本不能生成抗肌萎縮蛋白，而這種蛋白能夠幫助肌肉吸收各種刺激，保護肌肉使其不至于隨著時間的推移而衰減。在大約3,500名男孩中，就有一名男孩罹患這種毀滅性疾病。從兒童時代早期開始，這種疾病就會使患者的肌肉逐漸衰減。在十幾歲之前，患者常常就被限制在輪椅上，而且通常會由于心臟衰竭或呼吸衰竭而早早地死亡。然而，這種疾病沒法治愈。

得克薩斯大學西南醫(yī)學中心帶領(lǐng)一個研究小組，對患有杜氏肌營養(yǎng)不良癥的小狗進行了肌肉細胞編輯，目的是消除阻止高蛋白質(zhì)生成的一個關(guān)鍵障礙——在患病犬類和人類患者身上都有的、造成問題的一小段蛋白質(zhì)編碼DNA。在使用這種療法大約兩個月的時間里，這些狗產(chǎn)生了更多的抗肌肉萎縮蛋白，與骨骼相連的肌肉水平達到了正常水平的3%至90%不等，水平的高低取決于肌肉類型和劑量的大小。心肌是治療的一個關(guān)鍵目標，而且心肌水平增加幅度大，可以達到正常水平的92%。在患有杜氏肌營養(yǎng)不良癥的人群中，抗肌萎縮蛋白可能會變得幾乎不存在。研究人員曾經(jīng)證實一種療法可以將抗肌肉萎縮蛋白恢復至不到正常水平的1%，隨后這個療法獲得批準，這是目前唯一可以利用的療法。不久前，研究人員將自己的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《科學》雜志上。研究人員稱，他們沒有發(fā)現(xiàn)基因組的其他區(qū)域產(chǎn)生任何意外變化（這是基因編輯技術(shù)通常需要關(guān)注的一個問題），也沒有證據(jù)表明這項技術(shù)會使狗生病。

為了將這項基因編輯技術(shù)運用到狗的肌肉中，該研究的資深發(fā)起人、得克薩斯大學西北醫(yī)學中心分子生物學家埃里克·奧爾森（Eric Olson）及同事對病毒進行設(shè)計，使其起到運載工具的作用。他們將病毒自身的一些DNA剔除，為基因編輯體系中的材料留出空間。其中的一些病毒攜帶著“分子剪刀”Cas9，用來剪除肌肉細胞中阻礙抗肌肉萎縮蛋白生成的DNA序列。其余的病毒攜帶一種導引分子，幫助Cas9識別應(yīng)該在何處實施那些必要的剪除。

奧爾森的團隊已經(jīng)在實驗室中證明，CRISPR技術(shù)在細胞層面上可用于治療嚙齒類動物和人類的杜氏肌營養(yǎng)不良癥，而這項新研究標志著該技術(shù)在大型哺乳動物中首獲成功。在這項研究中，研究小組專注地測量蛋白水平恢復情況本身，并沒有探索這種療法會使狗的行為及日常生活產(chǎn)生怎樣的改變。

利用CRISPR基因編輯機制進行一次注射，到底能夠在杜氏肌營養(yǎng)不良癥患者的體內(nèi)持續(xù)多長時間，這個情況仍然未知。奧爾森及同事希望僅僅使用一劑就能使這種療法的效果足夠持久，但是他們還需要通過進一步研究來獲得更加清晰的了解?！。ê铝甲g自科學美國人網(wǎng)站scientificamerican.com）