美国科研团队在新一期《自然·生物技术》杂志发表研究成果,他们基于逆转录酶开发出一种新型基因编辑技术,能够更精准、高效地同时修复哺乳动物细胞内的多个致病突变,为广谱基因疗法的开发奠定了重要基础。
图示说明:新型逆转录酶基因编辑技术应用于人类细胞。橙色标记为成功编辑位点,绿色为线粒体荧光蛋白标签。图片来源:得克萨斯大学奥斯汀分校
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许多遗传疾病,如囊性纤维化、血友病等,往往涉及基因组中的多个突变。更复杂的是,即使是同种疾病的不同患者,其突变组合也可能各不相同。这种多样性使得开发通用型基因疗法面临巨大挑战。
由美国得克萨斯大学奥斯汀分校和犹他大学联合研发的这项新技术,不仅能同时修正哺乳动物细胞中的多种致病突变,还成功治愈了斑马鱼胚胎中导致脊柱侧凸的突变。这是科学家首次运用逆转录酶技术,在脊椎动物体内实现致病突变的精准修复,为人类疾病治疗开辟了新途径。
研究团队表示,现有基因编辑技术大多只能针对一两个特定突变,导致很多患者无法获得有效治疗。而新技术能用健康DNA片段整体替换缺陷区域,如同为基因“打补丁”,可修复该片段内的任意突变组合,不受个体遗传差异限制,让更多患者看到治愈希望。
相较于此前逆转录酶技术在哺乳动物细胞中仅1.5%的编辑效率,新技术将成功率提升至约30%。更值得一提的是,该技术可通过脂质纳米颗粒包裹的RNA递送系统实现,有效规避了传统基因编辑器在递送环节的难题。
目前,团队正运用该技术开发治疗囊性纤维化的基因疗法。这种疾病已知致病突变多达千余种。传统疗法往往只能针对最常见突变进行优化,而新技术能直接替换整个缺陷区域,有望让更广泛的患者群体受益。
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