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CRISPR校正肌肉幹細胞中的突變 或為DMD終身治療鋪平道路

來源 : 亞洲健康互聯海外中心
update : 2019/09/18
圖片來源:《分子療法 》

杜氏肌營養不良症(DMD)是一種罕見但具有破壞性的遺傳性疾病,會導致肌肉損失和身體損傷。密蘇里大學醫學院的研究人員在一項小鼠研究中表明,強大的CRISPR基因編輯技術,可能為終身治療鋪平道路

這項名為「AAV9編輯正常與營養不良成年小鼠的肌肉幹細胞」的研究,發表在9月份的《分子療法 》期刊。

患有DMD的兒童具有基因突變,其中斷了稱為肌營養不良蛋白的蛋白質。沒有肌營養不良蛋白,肌肉細胞變弱,最終死亡。許多孩子失去了行走的能力,呼吸和心臟功能所必需的肌肉最終停止工作。

該研究的資深作者,分子微生物學暨免疫學系醫學研究教授Dongsheng Duan博士說:「研究表明,CRISPR可用於編輯導致動物模型中肌肉細胞早期死亡的突變。然而,由於這些基因編輯的肌肉細胞,隨著時間的推移而磨損,因此產生主要的問題。如果我們可以糾正肌肉幹細胞中的突變,那麼從編輯過的幹細胞中再生的細胞將不再攜帶突變。用CRISPR處理肌肉幹細胞可以導致再生肌細胞中,肌營養不良蛋白的持續表達。」

Duan博士與美國國立推進轉化科學中心、約翰霍普金斯大學醫學院和杜克大學的其他研究人員合作,探討了是否可以有效地編輯來自小鼠的肌肉幹細胞。研究人員首先透過AAV9向正常小鼠肌肉提供了基因編輯工具,這種病毒最近被美國食品暨藥物管理局批准用於治療脊髓性肌萎縮症。

該論文的第一作者,Duan實驗室的Michael Nance說:「我們將AAV9處理的肌肉移植到免疫缺陷的小鼠體內, 移植的肌肉首先死亡,然後從幹細胞中再生。如果幹細胞成功編輯,再生的肌肉細胞也應攜帶編輯的基因。」

研究人員的推理是正確的,因為他們在再生肌肉中發現了大量的編輯細胞。然後,他們測試了DMD小鼠模型中的肌肉幹細胞是否可以用CRISPR編輯。與他們在正常肌肉中發現的相似,患病肌肉中的幹細胞也被編輯。從這些編輯的細胞再生的細胞,成功地產生肌營養不良蛋白。

Duan說:「這一發現表明,CRISPR基因編輯可能為終生糾正DMD,和其他可能的肌肉疾病中的基因突變提供了一種方法。我們的研究表明,CRISPR可用於有效編輯負責肌肉再生的幹細胞。治療負責維持肌肉生長的幹細胞的能力,可能為一次性治療鋪平了道路,可以在患者生命過程提供基因編輯細胞。」

隨著更多的研究,研究人員希望這種幹細胞靶向的CRISPR方法,有朝一日可以為DMD患兒提供長期治療。