Genome Res：利用CRISPR-Cas9基因外科手术阻止失明

　　2017年2月18日/生物谷BIOON/---据估计，每10名65岁以上的人就将近有1人具有一些年龄相关黄斑变性（age-related macular degeneration, AMD）的症状，而且它的发病率可能由于人口老龄化而发生增加。AMD是一种失明的病因，在白种人中比较常见，导致视觉变形和盲点。在一项新的研究中，来自韩国基础科学研究所（Institute for Basic Science, IBS）基因组工程中心的研究人员报道利用CRISPR-Cas9在支持小鼠视网膜的组织层中开展“基因外科手术（gene surgery）”。相关研究结果于2017年2月16日在线发表在Genome Research期刊上，论文标题为“Genome surgery using Cas9 ribonucleoproteins for the treatment of age-related macular degeneration”。

　　导致失明的最为常见的视网膜病是儿童的早产儿视网膜病变，以及成年人的糖尿病视网膜病变和AMD。在这些疾病中，异常高水平的血管内皮生长因子（VEGF）分泌出。在AMD中，VEGF导致眼睛中的新血管形成，而且也导致血液和流体泄露进眼睛中，从而破坏视网膜中心的一个被称作黄斑的区域。

　　注射抗VEGF药物是抵抗AMD的最为常见的疗法，但是每年至少需要注射7次，这是因为VEGF在病变的视网膜色素上皮的细胞中持续地过量表达。IBS研究人员并没有采用这些侵入性疗法。他们认为基于第三代基因编辑工具CRISPR-Cas9的基因疗法可能会改善这种情况。IBS基因组工程中心主任KIM Jin-Soo解释道，“这种注射有效果，但是不能解决这种疾病的主要原因。通过对VEGF基因进行编辑，我们能够实现更为长期的治愈。”

　　CRISPR-Cas9能够准确地切割和校正基因组靶位点上的DNA。在这项研究中，这种CRISPR-Cas9系统在VEGF基因内部的一个靶位点上进行切割。两年前，IBS研究人员已证实CRISPR-Cas9的一种预组装版本（即Cas9核糖核蛋白）能够被运送到细胞和干细胞中，修饰靶基因。这种预组装复合物快速地发挥作用，并且在身体有时间对它产生免疫反应之前降解掉。尽管存在这些优势和之前取得的成功，运送预组装的CRISPR-Cas9存在的困难限制了它在治疗上的使用。

　　在这项研究中，IBS研究人员成功地将CRISPR-Cas9复合物注射到湿性AMD模式小鼠的眼睛中，对VEGF基因进行局部修饰。他们首先发现运送预组装的CRISPR-Cas9复合物要比利用质粒运送相同的组分更加高效。其次，这种复合物在注射仅72小时后会消失。他们评估了这些小鼠的整个基因组，结果发现这种CRISPR-Cas9复合物仅修饰VEGF基因，而不影响其他的基因。通过研究脉络膜新生血管（choroidal neovascularization, CNV）监控这种眼睛疾病的进展，他们发现CNV区域下降了58%。CNV指的是在视网膜和巩膜之间形成新的血管，而且它是湿性黄斑变性的一个常见问题。再者，一种可能在这些小鼠体内仅需3天就会出现的副作用，即视锥功能障碍，在治疗一周后并没有发生。

　　Kim Jin-Soo解释道，“我们开发出的一种疗法通过让VEGF基因失活来抑制CNV。我们展望一下，在未来，外科医生将能够在病人体内编辑致病性的DNA序列。”

　　尽管CRISPR-Cas9经常被用来校正导致遗传病或癌症的突变，但是这项研究提示着一种治疗非遗传性退行性疾病的新方法。韩国首尔国立大学的KIM Jeong Hun教授指出，“我们认为这是一种治疗非遗传性退行性疾病的新治疗模式。我们证实了这种方法对湿性AMD模式小鼠的治疗效果。如今，我们希望继续开展临床前试验。”