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基因編輯成功抑制帕金森氏癥患者常出錯的細胞化學反應
2020-03-02
來源:攜手健康網(wǎng)
帕金森氏病的研究人員已經(jīng)使用基因編輯工具,將這種疾病常見的基因突變引入mar猴干細胞中,并成功地抑制了帕金森氏癥患者經(jīng)常會出錯的細胞化學反應。
編輯后的細胞是朝著研究靈長類動物模型中的退化性神經(jīng)系統(tǒng)疾病邁出的一步。帕金森氏癥在全球范圍內影響著超過1000萬人,它逐漸使神經(jīng)系統(tǒng)退化,引起典型的震顫,危險的肌肉控制喪失,心臟和胃腸道功能障礙以及其他問題。
威斯康星大學麥迪遜分校醫(yī)學物理學教授,科學家,研究人員瑪麗娜·恩博格說:“我們現(xiàn)在知道如何將一個單一的突變(點突變)插入到mar猴的干細胞中。”瑪麗·恩博格在2月26日的《科學》雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。報告?!斑@是帕金森氏癥的一種精美模型。對于測試療法,這是一個完美的平臺?!?/span>
研究人員使用一種版本的基因編輯技術CRISPR來改變細胞遺傳密碼中的單個核苷酸-在普通mar猴的DNA中發(fā)現(xiàn)的超過28億對中的一個分子-并將其命名為G2019S 。
在人類帕金森氏癥患者中,這種突變導致參與細胞代謝的酶(一種稱為LRRK2的激酶)的異常過度活躍。其他基因編輯研究還采用了細胞同時產生正常酶和突變酶的方法。
這項新研究首次產生了僅產生具有G2019S突變的酶的細胞,這使得研究該突變在疾病中的作用變得更加容易。
恩博格說:“具有這種突變的干細胞內部的代謝效率不如正常細胞,就像我們在帕金森氏癥中所見那樣。”他的工作得到了美國國立衛(wèi)生研究院的支持。“我們的細胞在盤中的壽命較短。當它們暴露于氧化應激時,它們的抵抗力就會減弱。”
突變的細胞還有帕金森氏癥的另一個缺點:與其他細胞的連接缺乏光澤。干細胞是一種特別強大的研究工具,因為它們可以發(fā)育成遍布全身的許多不同類型的細胞。
當研究人員刺激突變的干細胞分化為神經(jīng)元時,他們形成的分支減少了,可以與鄰近的神經(jīng)元建立聯(lián)系和交流。
我們可以看到這些突變對培養(yǎng)皿中細胞的影響,這使我們可以窺見如果我們使用相同的遺傳原理將突變引入a猴。一只經(jīng)過精準基因改造的猴子將使我們能夠監(jiān)測疾病的進展并測試影響疾病進程的新療法?!?/span>
威斯康星州國家靈長類動物研究中心研究合著者,科學家Jenna Kropp Schmidt
這個概念在帕金森氏癥之外的研究中得到應用。
施密特說:“我們可以使用某些相同的遺傳技術,并將其應用于人類疾病的其他靈長類動物模型?!?/span>
研究人員還使用mar猴干細胞來測試帕金森氏癥的基因治療。他們縮短了一部分基因以阻止LRRK2的產生,從而使細胞代謝發(fā)生了積極變化。
恩博格說:“我們發(fā)現(xiàn)被截短的激酶的細胞與正常細胞之間的生存力沒有差異,這是一件大事。當我們從這些細胞中提取神經(jīng)元時,實際上發(fā)現(xiàn)了數(shù)量增加的分支?!?“這種激酶基因靶標是潛在的帕金森氏療法的理想候選者?!?/span>
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