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全球青年领袖杨璐菡再创医学奇迹!

作者:文章来源:国内发布时间:2017-8-14 23:07:10

日前,国际权威学术期刊《科学》在线刊登了一项“利用CRISPR/Cas9基因编辑技术消除猪活体逆转录病毒序列”的研究。该研究由浙江大学、哈佛大学、重庆第三军医大学以及其他科研机构合作完成,研究团队攻克了让猪成为人体器官捐献者的一个最大难关——断绝猪内源性逆转录病毒(PERVs)在器官移植接受者体内重新激活的可能性。这一历史性突破,有望使猪成为完美的人类器官捐献者。


器官衰竭一直都是医学上的难题,除了器官移植之外很难找到长久维持生命的办法,但是由于人类器官捐献的局限性,同种移植的人源供体连1%的病人的需求都不能满足。在这一情况下,医学专家开始研究异种移植。猪与人类的亲缘关系、猪与人类基因图谱的相近性让猪器官更有可能广泛用于人体。

然而,研究人员发现猪器官移植会触发人体严重的免疫排斥反应;除此之外,猪基因组内含有内源性逆转录病毒序列(PERVs),可以传递至人体细胞,可能会导致新型疾病的产生及传播。

然而,CRISPR-Cas9基因编辑技术的问世重启了这一可能。基因编辑技术可去除猪基因组内的PERV序列,为猪与人的移植铺平道路。但迄今为止,仅在细胞系而非活体动物中成功地证明了这一点。在这项研究中,杨璐菡博士以及其导师George Church教授领导的研究团队成功将CRISPR-Cas9应用于活体动物。

研究团队首先证实,猪细胞中的PERVs可以传播给人类细胞。将感染了PERV的人类细胞与未感染的人类细胞混合也会导致PERVs的传播。研究团队强调移植猪源器官,必须消除猪细胞中的PERVs序列。

接下来,研究人员对猪成纤维细胞基因组中存在的PERV序列进行了检索定位,总共鉴定了25段相关序列。他们使用基因编辑工具CRISPR成功使所有PERV序列失活。 同时,通过添加与DNA修复相关的其他元件,PERV失活的细胞的生存率为100%。最后,研究人员利用克隆技术培育出猪胚胎,当他们将胚胎植入母猪体内时,他们发现生产的仔猪没有出现PERV的迹象,且一些仔猪在出生后的四个月内存活下来。除此之外,研究人员检测了小猪体内基因组的mRNA水平,证实PERV序列全部处于失活状态。

David Klassen
博士指出:“如果猪器官移植安全有效,这将会极大改变全世界器官移植的面貌。” David Klassen博士是一家非营利性机构的首席医学官,这个机构掌握了整个美国的器官移植系统。

附:
这项研究的通讯作者是2017年全球青年领袖,80后科学家杨璐菡博士。杨璐菡博士毕业于北京大学,并于哈佛大学获得了博士学位。在哈佛,她师从有“合成生物学之父”美誉的美国科学院与工程学院双料院士George Church教授,研究CRISPR-Cas9基因编辑系统。2011年至今,她已在《科学》、《Nature Communications》、《Nature Medicine》等杂志上发表了数十篇论文。
Dong Niu, Hong-Jiang Wei, Lin Lin, Haydy George, Tao Wang, I-Hsiu Lee, Hong-Ye Zhao, Yong Wang, Yinan Kan, Ellen Shrock, Emal Lesha, Gang Wang, Yonglun Luo, Yubo Qing, Deling Jiao, Heng Zhao, Xiaoyang Zhou, Shouqi Wang, Hong Wei, Marc G
üell, George M. Church, Luhan Yang. Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9. Science, 10 Aug 2017 DOI: 10.1126/science.aan4187

文章转载自:转化医学网


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