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利用CRISPR/Cas9有望讓豬成為病人的器官供者

日期:2024-11-22 21:13
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摘要: 盡管在農(nóng)業(yè)環(huán)境中,豬比較懶散,但是在生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的豬足夠干凈以至于很多人將歡迎---確實(shí),應(yīng)當(dāng)歡迎---使用它們的組織用作拯救生命的移植物。用于移植的心臟瓣膜通常來(lái)自豬和奶牛。 但是想要將整個(gè)豬器官移植到需要新的心臟、肝臟、腎臟或肺部---異種器官移植(xenotransplantation)的病人體內(nèi)---并不是這么簡(jiǎn)單的事。除了受者**系統(tǒng)傾向于排斥異體組織所面臨的常規(guī)挑戰(zhàn)外,利用豬器官填補(bǔ)人器官供應(yīng)和需求之間的巨大缺口還必需解決豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒(porcine endogenous retrovirus, PERV)帶來(lái)的問(wèn)題。 畢竟,PER...

盡管在農(nóng)業(yè)環(huán)境中,豬比較懶散,但是在生物醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的豬足夠干凈以至于很多人將歡迎---確實(shí),應(yīng)當(dāng)歡迎---使用它們的組織用作拯救生命的移植物。用于移植的心臟瓣膜通常來(lái)自豬和奶牛。

但是想要將整個(gè)豬器官移植到需要新的心臟、肝臟、腎臟或肺部---異種器官移植(xenotransplantation)的病人體內(nèi)---并不是這么簡(jiǎn)單的事。除了受者**系統(tǒng)傾向于排斥異體組織所面臨的常規(guī)挑戰(zhàn)外,利用豬器官填補(bǔ)人器官供應(yīng)和需求之間的巨大缺口還必需解決豬內(nèi)源性逆轉(zhuǎn)錄病毒(porcine endogenous retrovirus, PERV)帶來(lái)的問(wèn)題。

畢竟,PERV是令人毛骨悚然的。在遭受壓力之下,豬細(xì)胞泵出PERV,隨后它們能夠感染豬移植器官旨在拯救的病人。在異種器官移植的全新領(lǐng)域---豬能夠?yàn)樵诿绹?guó)等待器官移植的12萬(wàn)病人中的一些人提供器官---中,科學(xué)家們必需找到一種方法解決來(lái)自PERV的威脅。

在一項(xiàng)新的研究中,來(lái)自中國(guó)浙江大學(xué)動(dòng)物科學(xué)學(xué)院、美國(guó)哈佛大學(xué)和麻省總醫(yī)院的研究人員發(fā)現(xiàn)一種新的基因編輯技術(shù)--- CRISPR/Cas9系統(tǒng)---出人意料地提供幫助。它能夠更加快速地、更加高效地和更加準(zhǔn)確地進(jìn)行分析、替換和改善來(lái)自DNA的有問(wèn)題的基因。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Science期刊上,論文標(biāo)題為“Genome-wide inactivation of porcine endogenous retroviruses (PERVs)”。

2016年3月17日那期New England Journal of Medicine期刊將這一進(jìn)展描述為“基因工程的壯舉”,有可能為異種器官移植掃清道路。美國(guó)斯克里普斯研究所研究員Daniel R. Salomon博士描述哈佛大學(xué)研究人員如何“通過(guò)基因改造可一步讓60多個(gè)PERV拷貝失活,因而將來(lái)自PERV的傳染風(fēng)險(xiǎn)降低了三個(gè)數(shù)量級(jí)。”

Salomon寫(xiě)道,這種剪切豬基因組的策略似乎解決了利用豬作為移植器官來(lái)源的兩個(gè)關(guān)鍵挑戰(zhàn):通過(guò)關(guān)閉PERV產(chǎn)生,研究人員大體上降低受者感染上這種逆轉(zhuǎn)錄病毒的風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)降低這些“異種抗原(xenoantigen)”的存在觸發(fā)受者**系統(tǒng)對(duì)異體器官發(fā)起大規(guī)模**攻擊的概率。

豬遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能解決世界上供者器官的大規(guī)模短缺。在美國(guó)馬里蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一家實(shí)驗(yàn)室中,外科醫(yī)生已進(jìn)行50多例豬器官移植,即將豬器官移植到諸如狒狒之類的靈長(zhǎng)類動(dòng)物中以便更好地理解異體器官器官中的**反應(yīng)和利用基因編輯改善存活的前景。迄今為止,還沒(méi)有受者能夠存活超過(guò)數(shù)天。

Salomon博士警告道,在實(shí)際的病人**中,使用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)還存在“主要障礙”。科學(xué)家們?nèi)匀槐匦璋l(fā)現(xiàn)方法確保不會(huì)發(fā)生“脫靶”效應(yīng),比如破壞位于研究人員操縱的基因序列上游或下游的被激活的基因。他寫(xiě)道,他們還需要發(fā)現(xiàn)方法讓基因編輯過(guò)程更加高效。他補(bǔ)充道,如果需要抑制人體**反應(yīng)的話,那么還需更加詳細(xì)地理解人體對(duì)異體器官的**反應(yīng)。

他寫(xiě)道,“不過(guò),重要的是,在單個(gè)細(xì)胞中敲除掉60個(gè)不同的PERV聚合酶基因拷貝將導(dǎo)致人們培育出新的適用于異體器官移植的豬品種。在這種豬品種中,PERV傳播到**受損的病人體內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)顯著下降。”

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