利用CRISPR/Cas9有望靶向清除多種皰疹病毒感染

2017-12-12 來(lái)源：中國(guó)病毒學(xué)論壇標(biāo)簽：掌上醫(yī)生喝茶減肥一天瘦一斤安全減肥 cps聯(lián)盟美容護(hù)膚

摘要：CRISPR/Cas9系統(tǒng)靶向結(jié)合特異性的DNA序列，誘導(dǎo)靶DNA雙鏈發(fā)生精確切割。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，這樣的切割能夠被一種被稱作非同源末端連接（non-homologousend-joining，NHEJ）的緊急修復(fù)系統(tǒng)快速地修復(fù)。

　　大多數(shù)成年人攜帶著多種皰疹病毒。在初始的急性感染后，這些病毒在它們的宿主體內(nèi)建立終生感染，并導(dǎo)致唇皰疹、角膜炎、生殖器皰疹、帶狀皰疹、傳染性單核細(xì)胞增多癥和其他疾病。一些皰疹病毒還能夠?qū)е氯藗兓忌习┌Y。在潛伏性感染階段，這些病毒長(zhǎng)時(shí)間地保持潛伏狀態(tài)，但是保持偶爾重新激活的能力。這種重新激活有可能導(dǎo)致人們患病。一項(xiàng)新的研究提示著利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)攻擊皰疹病毒DNA能夠抑制病毒復(fù)制，而且在一些情形下，能夠?qū)е虏《厩宄?/p>

　　CRISPR/Cas9系統(tǒng)靶向結(jié)合特異性的DNA序列，誘導(dǎo)靶DNA雙鏈發(fā)生精確切割。在哺乳動(dòng)物細(xì)胞中，這樣的切割能夠被一種被稱作非同源末端連接（non-homologousend-joining，NHEJ）的緊急修復(fù)系統(tǒng)快速地修復(fù)。NHEJ是高效的，但是并不很準(zhǔn)確，因而經(jīng)常導(dǎo)致一些DNA堿基在修復(fù)位點(diǎn)上插入或剔除。鑒于每次讀取DNA時(shí)是按密碼子（每個(gè)密碼子由連續(xù)的三個(gè)堿基組成）讀取的，在關(guān)鍵位點(diǎn)上發(fā)生的這些小的DNA序列變化經(jīng)常破壞相應(yīng)的基因和它的蛋白產(chǎn)物的功能。

　　在這項(xiàng)新的研究中，來(lái)自荷蘭烏德勒支大學(xué)醫(yī)學(xué)中心的RobertJanLebbink和同事們認(rèn)為應(yīng)當(dāng)能夠靶向作用于被感染的人細(xì)胞中的潛伏性皰疹病毒DNA并讓它們的DNA發(fā)生突變，因而潛在地阻止皰疹病毒相關(guān)的疾病。為了測(cè)試這一點(diǎn)，他們?cè)O(shè)計(jì)出特異性的向?qū)NA（gRNA），即與皰疹病毒基因組的關(guān)鍵部分互補(bǔ)的且發(fā)揮著分子地址作用的短RNA片段。這些gRNA當(dāng)與CRISPR/Cas9系統(tǒng)中發(fā)揮著分子剪刀作用的Cas9結(jié)合在一起時(shí)，應(yīng)當(dāng)能夠誘導(dǎo)在皰疹病毒DNA的特定位點(diǎn)上發(fā)生切割，隨后誘導(dǎo)它們的DNA發(fā)生突變，從而破壞這些病毒。

　　通過(guò)采取這種方法，研究人員研究了三種不同的皰疹病毒成員：導(dǎo)致唇皰疹和皰疹性角膜炎的1型單純皰疹病毒（HSV-1）；人巨細(xì)胞病毒（HCMV），最為常見(jiàn)的病毒性出生缺陷病因（當(dāng)這種病毒由媽媽傳播給胎兒時(shí)）；導(dǎo)致傳染性單核細(xì)胞增多癥和多種癌癥類型的愛(ài)潑斯坦-巴爾病毒（Epstein-Barrvirus，EBV，也被稱作EB病毒）。

　　利用被EBV潛伏感染的淋巴瘤細(xì)胞作為研究對(duì)象，研究人員證實(shí)將靶向特異性EBVDNA序列的gRNA導(dǎo)入這些淋巴細(xì)胞中能夠在特定位點(diǎn)引入突變。這些突變能夠破壞EBV病毒的重要功能，并且讓病毒DNA分子去穩(wěn)定化。與此一致的是，研究人員報(bào)道利用兩種不同的gRA靶向一種HBV必需基因，能夠誘導(dǎo)95%以上的EBV基因組從宿主細(xì)胞中丟失。

　　在潛伏性感染期間，HCMV基因組作為環(huán)狀DNA分子存在于宿主細(xì)胞的細(xì)胞核中。一旦重新激活，HCMV復(fù)制進(jìn)展緩慢。利用合適的gRNA，研究人員發(fā)現(xiàn)CRISPR/Cas9編輯能夠高效地破壞HCMV復(fù)制。然而，他們也觀察到能夠逃避CRISPR/Cas9編輯的HCMV變異體出現(xiàn)，這提示著在HCMV基因組多個(gè)關(guān)鍵性位點(diǎn)上同時(shí)進(jìn)行基因組編輯是躲避抵抗性HCMV變異體產(chǎn)生所必需的。

　　相比于HCMV，HSV-1更加快速地增殖。研究人員首先設(shè)計(jì)出很多種gRNA，然后利用CRISPR/Cas9編輯靶向不同的HSV-1必需基因。他們發(fā)現(xiàn)它們中的多種gRNA能夠降低HSV-1復(fù)制。當(dāng)將其中的兩種gRNA組合使用因而同時(shí)靶向兩種必需基因時(shí)，他們能夠完全抑制HSV-1復(fù)制。另一方面，在HSV-1潛伏性感染期間，也就是HSV-1DNA沒(méi)有活躍地增殖時(shí)，他們不能夠誘導(dǎo)編輯。

　　研究人員總結(jié)道，“我們觀察到將EBV從被潛伏感染的腫瘤細(xì)胞中高度有效地和特異性地清除出來(lái)，以及破壞HSV-1和HCMV在人細(xì)胞中的復(fù)制。”他們繼續(xù)說(shuō)道，“盡管CRISPR/Cas9并不能夠高效地對(duì)潛伏性HSV-1進(jìn)行基因組編輯，但是一旦潛伏性HSV-1重新激活，利用HSV-1特異性的gRNA能夠高效地阻止HSV-1復(fù)制。”他們希望，他們的結(jié)果“可能允許設(shè)計(jì)出高效的治療策略靶向潛伏性感染和增殖性感染期間的人皰疹病毒。”

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