2020年12月28日訊/生物谷BIOON/---基因組編輯技術(shù)CRISPR/Cas9被《科學(xué)》雜志列為2013年年度十大科技進(jìn)展之一,，受到人們的高度重視,。今年10月，德國(guó)馬克斯-普朗克病原學(xué)研究所的Emmanuelle Charpentier博士以及美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的Jennifer A. Doudna博士因在CRISPR-Cas9基因編輯方面做了的貢獻(xiàn)榮獲2020年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),。
CRISPR是規(guī)律間隔性成簇短回文重復(fù)序列的簡(jiǎn)稱(chēng),，Cas是CRISPR相關(guān)蛋白的簡(jiǎn)稱(chēng),。CRISPR/Cas最初是在細(xì)菌體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的，是細(xì)菌用來(lái)識(shí)別和摧毀抗噬菌體和其他病原體入侵的防御系統(tǒng),。
圖片來(lái)自Thomas Splettstoesser (Wikipedia, CC BY-SA 4.0),。
2018年11月26日，中國(guó)科學(xué)家賀建奎聲稱(chēng)世界上首批經(jīng)過(guò)基因編輯的嬰兒---一對(duì)雙胞胎女性嬰兒---在11月出生,。他利用一種強(qiáng)大的基因編輯工具CRISPR-Cas9對(duì)這對(duì)雙胞胎的一個(gè)基因進(jìn)行修改,，使得她們出生后就能夠天然地抵抗HIV感染。這也是世界首例免疫艾滋病基因編輯嬰兒,。這條消息瞬間在國(guó)內(nèi)外網(wǎng)站上迅速發(fā)酵,，引發(fā)千層浪。有部分科學(xué)家支持賀建奎的研究,，但是更多的是質(zhì)疑,，甚至是譴責(zé)。
即將過(guò)去的12月份,，有哪些重大的CRISPR/Cas研究或發(fā)現(xiàn)呢,？小編梳理了一下這個(gè)月生物谷報(bào)道的CRISPR/Cas研究方面的新聞，供大家閱讀,。
1.Science論文解讀,！開(kāi)發(fā)出CiBER-seq新技術(shù)，可同時(shí)分析細(xì)胞中的多達(dá)100個(gè)基因
doi:10.1126/science.abb9662
CRISPR-Cas9可以很容易地敲除或調(diào)整單個(gè)基因,，以確定其對(duì)有機(jī)體或細(xì)胞,，甚至另一個(gè)基因的影響。但是,，如果你能一次進(jìn)行幾千個(gè)實(shí)驗(yàn),，利用CRISPR逐個(gè)對(duì)基因組中的每一個(gè)基因進(jìn)行調(diào)整，并快速看到每一個(gè)基因的影響呢,，那會(huì)怎么樣呢,？
在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的研究人員開(kāi)發(fā)出一種簡(jiǎn)單的方法來(lái)做到這一點(diǎn),，它讓任何人都可以對(duì)細(xì)胞（包括人類(lèi)細(xì)胞）進(jìn)行分析,，并迅速確定基因組中所有調(diào)控特定基因表達(dá)的DNA序列。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2020年12月11日的Science期刊上,，論文標(biāo)題為“CiBER-seq dissects genetic networks by quantitative CRISPRi profiling of expression phenotypes”,。
CiBER-seq原理示意圖，圖片來(lái)自Science, 2020, doi:10.1126/science.abb9662,。
這種新技術(shù),，被稱(chēng)為CiBER-seq（CRISPR interference with barcoded expression reporter sequencing），通過(guò)讓數(shù)萬(wàn)個(gè)CRISPR實(shí)驗(yàn)合并在一起,，同時(shí)完成這些實(shí)驗(yàn),。該技術(shù)摒棄了熒光,，采用深度測(cè)序的方式，直接測(cè)量合并樣本（pooled sample）中基因活性的增加或減少,。深度測(cè)序采用高通量,、長(zhǎng)讀的新一代測(cè)序技術(shù)，對(duì)合并樣本中表達(dá)的所有基因進(jìn)行測(cè)序和基本計(jì)數(shù),。
2.Nucleic Acids Res：發(fā)現(xiàn)兩種較小的新型Cas9核酸酶,，有望更容易地進(jìn)行基因組編輯
doi:10.1093/nar/gkaa998
在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自俄羅斯科學(xué)院,、俄羅斯國(guó)家研究中心分子遺傳學(xué)研究所和斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)研究院等研究機(jī)構(gòu)的研究人員描述了兩種新的緊湊的Cas9核酸酶,，即CRISPR-Cas系統(tǒng)具有切割活性的組分，這將有可能擴(kuò)大Cas9工具箱在基因組編輯中的應(yīng)用,。這兩種Cas9核酸酶中的一種被證實(shí)可以在人類(lèi)細(xì)胞中發(fā)揮作用,，因而可用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2020年12月2日的Nucleic Acids Research期刊上,，論文標(biāo)題為“PpCas9 from Pasteurella pneumotropica — a compact Type II-C Cas9 ortholog active in human cells”,。論文通訊作者為俄羅斯國(guó)家研究中心分子遺傳學(xué)研究所的Konstantin Severinov博士。
他們描述了兩種新的小型Cas9核酸酶：一種來(lái)自Defluviimonas sp.20V17（一種生活在熱液噴口的細(xì)菌）,，即DfCas9,，另一種來(lái)自侵肺巴斯德菌（Pasteurella pneumotropica，一種在嚙齒動(dòng)物和其他哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的常見(jiàn)細(xì)菌）,，即PpCas9,。這兩種核酸酶恰好對(duì)AAV載體來(lái)說(shuō)足夠小，并且具有相對(duì)較短的PAM,，對(duì)于Cas9核酸酶來(lái)說(shuō),，這是“兩全其美”的選擇。
這兩種新的Cas9核酸酶與II-C型CRISPR-Cas系統(tǒng)有關(guān),，與SpCas9相比,，通常表現(xiàn)為更小的Cas9效應(yīng)物。這兩種核酸酶采用了類(lèi)似于其他Cas9蛋白的保守的雙葉結(jié)構(gòu),，但也有獨(dú)特的特點(diǎn)：它們?nèi)狈讉€(gè)插入子結(jié)構(gòu)域,，并且有一個(gè)較小的Wedge結(jié)構(gòu)域（負(fù)責(zé)與單向?qū)NA支架相互作用的結(jié)構(gòu)域，因而更加緊湊,。
3.Science子刊：利用智能手機(jī)超靈敏定量檢測(cè)唾液中的新冠病毒
doi:10.1126/sciadv.abe3703
根據(jù)一項(xiàng)新的研究,，一種基于唾液的便攜式智能手機(jī)平臺(tái)為COVID-19測(cè)試提供了一種超靈敏但易于使用的方法，它可以在15分鐘內(nèi)給出測(cè)試結(jié)果,，而無(wú)需進(jìn)行當(dāng)前金標(biāo)準(zhǔn)所需的資源密集型實(shí)驗(yàn)室測(cè)試,。該方法在12名COVID-19感染者和6名健康對(duì)照者中進(jìn)行了測(cè)試。相關(guān)研究結(jié)果于2020年12月11日在線發(fā)表在Science Advances期刊上,，論文標(biāo)題為“A smartphone-read ultrasensitive and quantitative saliva test for COVID-19”,。論文通訊作者為美國(guó)杜蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Tony Y. Hu博士。
Hu及其同事們證實(shí),，這種技術(shù)將熒光顯微鏡讀出裝置與智能手機(jī)配對(duì),，從CRISPR/Cas12a檢測(cè)中確定病毒載量，與成熟的定量逆轉(zhuǎn)錄酶聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（RT-qPCR）方法一樣有效,。
這些作者寫(xiě)道,，“我們相信，未來(lái)類(lèi)似的智能手機(jī)平臺(tái)有可能迅速擴(kuò)大COVID-19篩查能力,，并有可能簡(jiǎn)化接觸者追蹤的驗(yàn)證,，以改善當(dāng)?shù)氐囊咔槎糁疲閰^(qū)域疾病控制工作提供信息,?！?br>
4.Nature子刊：抗CRISPR蛋白介導(dǎo)的CRISPR-Cas9系統(tǒng)可提高基因編輯效率，同時(shí)降低脫靶效應(yīng)
doi:10.1038/s42003-020-01340-2
CRISPR-Cas9基因編輯可能會(huì)引起不想要的遺傳變化,。在一項(xiàng)新的研究中,，來(lái)自日本廣島大學(xué)和東京醫(yī)科齒科大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種很有前途的修復(fù)方法，即關(guān)閉CRISPR-Cas9基因編輯,，直到它達(dá)到關(guān)鍵的細(xì)胞周期階段,，在這個(gè)階段，更精確的修復(fù)可能會(huì)發(fā)生,。根據(jù)這些研究結(jié)果,，他們成功地展示了更精確的基因編輯，并抑制了稱(chēng)為脫靶效應(yīng)的非預(yù)期基因缺失,、插入或突變,。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Communications Biology期刊上，論文標(biāo)題為“A cell cycle-dependent CRISPR-Cas9 activation system based on an anti-CRISPR protein shows improved genome editing accuracy”,。
雖然之前開(kāi)發(fā)的方法報(bào)告了較少的與CRISPR技術(shù)相關(guān)的脫靶效應(yīng),，但是這些研究人員表示，這些方法往往表現(xiàn)出較低的編輯效率,。論文通訊作者,、廣島大學(xué)生物醫(yī)學(xué)與健康科學(xué)研究生院教授Wataru Nomura說(shuō)，“我們的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)出避免脫靶效應(yīng)的方法,，脫靶效應(yīng)是基因組編輯領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題之一,。我們的方法是一箭雙雕。我們可以同時(shí)提高基因組編輯的精確性和抑制脫靶效應(yīng),?！?br>
5.重磅Cell論文詳解！利用CRISPR-Cas13a和智能手機(jī)攝像頭在30分鐘內(nèi)定量檢測(cè)新冠病毒RNA
doi:10.1016/j.cell.2020.12.001
在一項(xiàng)新的研究中,，這些研究人員概述了一種基于CRISPR的COVID-19測(cè)試技術(shù),，該技術(shù)使用智能手機(jī)攝像頭,，可在30分鐘內(nèi)提供準(zhǔn)確結(jié)果。相關(guān)研究結(jié)果于2020年12月4日在線發(fā)表在Cell期刊上,，論文標(biāo)題為“Amplification-free detection of SARS-CoV-2 with CRISPR-Cas13a and mobile phone microscopy”,。
圖片來(lái)自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.12.001。
在這種新的測(cè)試方法中,，Cas13a蛋白與一種在切割時(shí)會(huì)產(chǎn)生熒光的報(bào)告分子結(jié)合在一起,，然后與來(lái)自鼻腔拭子的患者樣本混合?；旌虾蟮臉颖颈环胖迷谝环N連接到智能手機(jī)的設(shè)備中,。如果樣本中含有SARS-CoV-2 RNA，Cas13就會(huì)被激活,，并切割報(bào)告分子,，導(dǎo)致熒光信號(hào)產(chǎn)生。然后,，基本上變成了顯微鏡的智能手機(jī)攝像頭可以檢測(cè)到熒光,，并報(bào)告測(cè)試的拭子呈病毒陽(yáng)性。
論文共同通訊作者,、格拉斯通病毒學(xué)研究所主任Melanie Ott博士說(shuō),，“對(duì)于科學(xué)界來(lái)說(shuō)，不僅要增加測(cè)試,，而且要提供新的測(cè)試選擇,，這一直是一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。我們開(kāi)發(fā)的測(cè)試方法可以提供快速,、低成本的檢測(cè),，幫助控制COVID-19的傳播?！?br>
6.Nat Commun：利用AAV9-CRISPR-Cas9基因編輯有望清除受感染細(xì)胞DNA中的HIV DNA
doi:10.1038/s41467-020-19821-7
猿猴免疫缺損病毒（SIV）是一種與人類(lèi)免疫缺陷病毒（HIV）存在密切親緣關(guān)系的病毒,。在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)天普大學(xué)劉易斯-卡茨醫(yī)學(xué)院和杜蘭大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)的研究人員在HIV研究方面邁出了重要一步：他們成功地從非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的基因組中剔除了SIV,。這一突破使得他們比以往任何時(shí)候都更接近開(kāi)發(fā)治愈人類(lèi)HIV感染的方法,。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Nature Communications期刊上，論文標(biāo)題為“CRISPR based editing of SIV proviral DNA in ART treated non-human primates”,。
論文共同通訊作者,、天普大學(xué)劉易斯-卡茨醫(yī)學(xué)院綜合神經(jīng)艾滋病中心主任Kamel Khalili博士說(shuō)，“我們首次發(fā)現(xiàn),，單次注射我們的由腺相關(guān)病毒（AAV）攜帶的CRISPR基因編輯構(gòu)建體,，可以從恒河猴的受感染細(xì)胞中剔除SIV基因組。”
7.Nat Commun：新型CRISPR-Cas9變體可提高基因編輯的安全性和有效性
doi:10.1038/s41467-020-19842-2
在一項(xiàng)新的研究中,，來(lái)自美國(guó)密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn),，使用一種新的修復(fù)DNA的CRISPR-Cas9變體將會(huì)改善備受吹捧的CRISPR-Cas9工具的安全性和有效性。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Nature Communications期刊上,，論文標(biāo)題為“MiCas9 increases large size gene knock-in rates and reduces undesirable on-target and off-target indel edits”,。
論文共同通訊作者、密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院心血管中心內(nèi)科,、心臟外科、生理學(xué),、藥理學(xué)和藥物化學(xué)教授Y. Eugene Chen博士解釋說(shuō),，這兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題---安全性和有效性---是繼續(xù)阻礙CRISPR-Cas9基因編輯發(fā)揮其全部臨床潛力的原因。另外兩名論文共同通訊作者為密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Jifeng Zhang和Jie Xu,。
這種新的CRISPR-Cas9變體提高了將基因或DNA片段插入到基因組的精確位置時(shí)的效率,，即所謂的敲入（knocking in）。它還降低了基因編輯時(shí)經(jīng)常發(fā)生的堿基對(duì)的意外插入或缺失（insertions or deletions, indels）率,。
8.bioRxiv：通過(guò)編輯人類(lèi)神經(jīng)細(xì)胞中的關(guān)鍵基因或有望改變其患阿爾茲海默病的風(fēng)險(xiǎn)
doi:10.1101/2020.10.27.357830
近日,，一篇發(fā)表在預(yù)印版平臺(tái)bioRxiv上的研究報(bào)告中，來(lái)自拉瓦爾大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究表示,，通過(guò)編輯神經(jīng)細(xì)胞中的關(guān)鍵基因或能增加個(gè)體患阿爾茲海默病的風(fēng)險(xiǎn),，文章中研究人員描述了如何對(duì)相關(guān)基因進(jìn)行編輯以及其所產(chǎn)生的影響效應(yīng)。
此前研究結(jié)果表明,，參與阿爾茲海默病發(fā)生的其中一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素就是腦細(xì)胞中β-淀粉樣蛋白的積累,，而且某些人群機(jī)體中攜帶有名為A673T的基因突變，相比一般人群而言,，表達(dá)該基因突變的人群患阿爾茲海默病的風(fēng)險(xiǎn)要比前者低4倍,，這項(xiàng)研究中，研究人員通過(guò)研究編輯人類(lèi)腦細(xì)胞使得個(gè)體機(jī)體攜帶基因突變A673T,，同時(shí)他們發(fā)現(xiàn)這或許會(huì)降低個(gè)體患阿爾茲海默病的風(fēng)險(xiǎn),。
研究者指出，A673T突變不同于不表達(dá)單一DNA元件的個(gè)體機(jī)體中所攜帶的同源性基因,，這就表明,，通過(guò)添加突變或許更加容易一些，隨后研究者嘗試?yán)肅RISPR技術(shù)來(lái)對(duì)腦細(xì)胞進(jìn)行編輯,，雖然這一嘗試相對(duì)成功一些,，但研究人員還嘗試了使用prime編輯技術(shù)（prime editing），這種相對(duì)較新的技術(shù)能允許研究者將一個(gè)堿基字母轉(zhuǎn)換成另外一個(gè)堿基字母,，利用該技術(shù),，研究者就能夠在體外對(duì)大約40%的腦細(xì)胞進(jìn)行編輯，這似乎并不足以防止β-淀粉樣蛋白的積累，也不足以減緩阿爾茲海默病的進(jìn)展,；后期還需要研究人員進(jìn)行更多研究得出更多的結(jié)果,。
9.Cell子刊解讀！開(kāi)發(fā)出新型CRISPR標(biāo)記技術(shù)或能提高利用干細(xì)胞培養(yǎng)出模式細(xì)胞的準(zhǔn)確性,！
doi:10.1016/j.celrep.2020.108460
日前,，一篇刊登在國(guó)際雜志Cell Reports上題為“Master Regulators and Cofactors of Human Neuronal Cell Fate Specification Identified by CRISPR Gene Activation Screens”的研究報(bào)告中，來(lái)自杜克大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)掌握基因調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的“語(yǔ)言”開(kāi)發(fā)了一種新方法能將干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為想要的細(xì)胞類(lèi)型,。將干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為其它類(lèi)型的細(xì)胞并不是一個(gè)新的想法,，目前已經(jīng)存在多種方法，但其所得到的結(jié)果仍然有一些值得改進(jìn)的地方,；通常情況下,，當(dāng)在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)過(guò)程中，程序化的干細(xì)胞并不能正確成熟,，因此研究人員就需要尋找用于實(shí)驗(yàn)的成體神經(jīng)細(xì)胞來(lái)最終得到胚胎神經(jīng)元,，而胚胎神經(jīng)元無(wú)法模擬遲發(fā)性的精神疾病和神經(jīng)退行性疾病。
研究者Josh Black說(shuō)道,，這些細(xì)胞乍一看可能是對(duì)的,，但他們往往缺少一種你所想要的關(guān)鍵細(xì)胞屬性，利用CRISPR基因編輯技術(shù),，我們就能開(kāi)發(fā)出新方法來(lái)識(shí)別出哪些轉(zhuǎn)錄因子（基因火星的主要控制器）能幫助制造好的神經(jīng)元,。這項(xiàng)研究中研究者開(kāi)發(fā)出了能夠制造成熟成體神經(jīng)元的新方法，目前該方法能用于編程任何類(lèi)型的細(xì)胞,。CRISPR技術(shù)通常用于編輯DNA序列,，也就是大家俗稱(chēng)的基因編輯，其中Cas9蛋白能與導(dǎo)向RNA結(jié)合并指導(dǎo)其切割特定位點(diǎn)的DNA,，進(jìn)而導(dǎo)致DNA序列的改變,，DNA編輯如何已經(jīng)被廣泛用于改變基因的序列，但在基因被關(guān)閉的情況下其似乎并不能發(fā)揮作用,。
一種失活的Cas9蛋白（dCas9）能附著在不能切割的DNA位點(diǎn)上,。實(shí)際上，如果沒(méi)有另一種分子連接或招募到它,，其就不會(huì)發(fā)揮任何作用,；此前研究人員報(bào)道了多種方法將不同的分子結(jié)構(gòu)域吸附到dCas9蛋白上，從而來(lái)告訴細(xì)胞開(kāi)啟基因或重塑染色質(zhì)的結(jié)構(gòu),；研究人員非常感興趣利用開(kāi)啟基因表達(dá)的特殊工具將一種細(xì)胞類(lèi)型轉(zhuǎn)化為能創(chuàng)造出更好的疾病模型的另一種細(xì)胞類(lèi)型,。
10.CRISPR-Cas9技術(shù)編輯的CAR-T細(xì)胞或能增強(qiáng)機(jī)體抵御血液癌癥的潛力
新聞來(lái)源：CRISPR-edited CAR T cells enhance fight against blood cancers
近日，在2020年第62屆美國(guó)血液學(xué)會(huì)年會(huì)(ASH)上,，來(lái)自賓夕法尼亞大學(xué)的科學(xué)家們展示了他們最新的臨床前研究結(jié)果,，他們發(fā)現(xiàn),，利用CRISPR/Cas9技術(shù)敲除CAR-T細(xì)胞上能抑制T細(xì)胞激活的特殊蛋白或能增強(qiáng)工程化T細(xì)胞清除血液癌癥的能力。研究人員敲除了CAR-T細(xì)胞上名為CD5的基因,，隨后將其輸注回?cái)y帶T細(xì)胞和B細(xì)胞白血病/淋巴瘤的小鼠體內(nèi),，CD5基因能編碼T細(xì)胞表面的CD5蛋白，而且還會(huì)抑制其激活,。相比輸注了非編輯CAR-T細(xì)胞的小鼠而言,，輸注了CD5被剔除的CAR-T細(xì)胞的小鼠機(jī)體外周血中的T細(xì)胞增殖水平較高，而且腫瘤尺寸發(fā)生了明顯下降,，且小鼠有更好的生存結(jié)局,。
CRISPR技術(shù)能幫助科學(xué)家們鎖定并編輯任何不需要的基因，以癌癥為例,，該技術(shù)就能通過(guò)剔除T細(xì)胞中的特殊基因來(lái)幫其更好地抵御腫瘤,，這種方法與CAR-T細(xì)胞療法密切相關(guān)，即研究人員通過(guò)收集患者機(jī)體自身的T細(xì)胞,，對(duì)其進(jìn)行工程化修飾表達(dá)新型受體從而尋找并攻擊癌細(xì)胞。醫(yī)學(xué)博士Marco Ruella說(shuō)道,，我們通過(guò)研究首次表明,，我們可以成功利用CRISPR/Cas9技術(shù)來(lái)敲除CAR-T細(xì)胞表面的CD5，從而增強(qiáng)其攻擊癌癥的能力,，在多種癌癥模型中,，編輯和非編輯CAR-T細(xì)胞之間的差異非常驚人。
研究人員首次在T細(xì)胞白血病模型中檢測(cè)了這種新方法,，抗CD5的CAR-T細(xì)胞能被遺傳工程化修飾來(lái)尋找惡性T細(xì)胞上的CD5并對(duì)其發(fā)起攻擊,；由于CD5在正常T細(xì)胞中也會(huì)表達(dá)，隨后研究人員從CAR-T細(xì)胞對(duì)CD5進(jìn)行了移除,，這樣就能避免對(duì)其它CAR-T細(xì)胞的殺滅效應(yīng),，從而就能潛在釋放CAR-T細(xì)胞的激活，否則就會(huì)被這些細(xì)胞上CD5的存在所抑制,。
實(shí)際上,，在體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)中，CD5被剔除的抗CD5 CAR-T細(xì)胞要比CD5沒(méi)有被剔除的CAR-T細(xì)胞的效力更強(qiáng),，而且有超過(guò)50%的小鼠在長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)中得到了治愈,。為了檢測(cè)CD5的剔除是否會(huì)增加靶向作用抗原而不是CD5的CAR-T細(xì)胞的抗腫瘤效應(yīng)，隨后研究人員在CTL019 CAR-T細(xì)胞對(duì)抗CD19+ B細(xì)胞白血病的環(huán)境下進(jìn)行了證實(shí),，值得注意的是,，同樣在該模型中，CD5的敲除會(huì)明顯增強(qiáng)CTL019 CAR-T細(xì)胞的抗腫瘤效率,，同時(shí)還會(huì)讓大部分小鼠的疾病完全緩解期延長(zhǎng),。
11.EMBO J：如何建立小鼠模型用于疫苗研究
doi:10.15252/embj.2020105926
為了開(kāi)發(fā)疫苗并研究人類(lèi)的免疫應(yīng)答,，科學(xué)家們依賴于多種動(dòng)物模型，包括可以通過(guò)基因工程B細(xì)胞受體產(chǎn)生人類(lèi)抗體的小鼠,，該B細(xì)胞受體是與B細(xì)胞膜結(jié)合的專(zhuān)門(mén)抗體,。但是，這些小鼠通常需要數(shù)年的時(shí)間才能發(fā)育,，需要復(fù)雜的基因修飾和仔細(xì)的繁殖過(guò)程,。MGH，麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)Ragon研究所副所長(zhǎng)Facundo Batista博士說(shuō)：“產(chǎn)生這些專(zhuān)門(mén)小鼠的時(shí)間一直是延遲疫苗開(kāi)發(fā)的主要因素,。隨著CRISPR / Cas9等基因編輯技術(shù)的最新發(fā)展,，我們知道必須有一種方法可以大大加快這一過(guò)程?！?br>
Batista小組開(kāi)發(fā)了一種新的方法來(lái)生成用于臨床前疫苗評(píng)估的小鼠品系,，從而大大縮短了這一時(shí)間表。在最近發(fā)表在《 EMBO》雜志上的一項(xiàng)研究中,，這種采用CRISPR / Cas9技術(shù)的一步法可以在短短幾周內(nèi)產(chǎn)生具有基因工程人B細(xì)胞受體的小鼠,。
圖片來(lái)源：Www.pixabay.com。
為了測(cè)試這項(xiàng)技術(shù),，研究人員對(duì)小鼠進(jìn)行了改造,，使其具有人類(lèi)B細(xì)胞受體，而人類(lèi)B細(xì)胞受體是所謂的廣泛中和HIV抗體的前體,。已知這些抗體可有效對(duì)抗HIV,，但很難通過(guò)疫苗接種來(lái)刺激。前體通過(guò)產(chǎn)生廣泛中和的抗體樣突變對(duì)目前在臨床HIV試驗(yàn)中使用的抗原產(chǎn)生反應(yīng),?？焖僭u(píng)估不同抗原激活這些前體的能力的能力具有顯著加速疫苗開(kāi)發(fā)的潛力。
12.NEJM兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)結(jié)果表明：新型基因療法或有望治療鐮狀細(xì)胞性貧血癥
doi:10.1056/NEJMoa2029392; doi:10.1056/NEJMoa2031054
近日,，兩篇發(fā)表在國(guó)際雜志New England Journal of Medicine上的研究報(bào)告中,，來(lái)自美國(guó)、德國(guó),、加拿大和法國(guó)的科學(xué)家們通過(guò)研究開(kāi)發(fā)出了能靶向治療鐮狀細(xì)胞性貧血(sickle-cell anemia)的新型基因療法,。在第一篇研究報(bào)告中，研究人員利用CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)增強(qiáng)了鐮狀細(xì)胞性貧血癥患者機(jī)體中胎血紅蛋白(fetal hemoglobin)的產(chǎn)生,。在第二篇研究報(bào)告中,，研究人員試圖尋找能促進(jìn)鐮狀細(xì)胞性貧血癥患者機(jī)體胎血紅蛋白產(chǎn)生的方法，他們使用了一種不同的技術(shù),，該技術(shù)主要能通過(guò)病毒載體引入RNA,，從而改變胎血紅蛋白基因的表達(dá)。
研究者表示,，這兩種新型療法選擇均為臨床試驗(yàn)的一部分,，其旨在改變主要誘發(fā)鐮狀細(xì)胞性貧血的致病基因,；在這兩種情況下，臨床醫(yī)生都會(huì)移除一部分患者機(jī)體的血液干細(xì)胞,，并試圖使得患者機(jī)體的遺傳開(kāi)關(guān)發(fā)生失活,，隨后給與患者化療手段來(lái)破壞其機(jī)體中發(fā)生錯(cuò)誤的細(xì)胞，這種新改變的干細(xì)胞就能被重新輸注到患者體內(nèi),。隨著時(shí)間推移,，進(jìn)入患者機(jī)體的干細(xì)胞就會(huì)生長(zhǎng)成為正常的血液細(xì)胞并讓患者擺脫疾病的折磨。（生物谷 Bioon.com）
（潤(rùn)寶醫(yī)療網(wǎng)）
CRISPR是規(guī)律間隔性成簇短回文重復(fù)序列的簡(jiǎn)稱(chēng),，Cas是CRISPR相關(guān)蛋白的簡(jiǎn)稱(chēng),。CRISPR/Cas最初是在細(xì)菌體內(nèi)發(fā)現(xiàn)的，是細(xì)菌用來(lái)識(shí)別和摧毀抗噬菌體和其他病原體入侵的防御系統(tǒng),。
圖片來(lái)自Thomas Splettstoesser (Wikipedia, CC BY-SA 4.0),。
2018年11月26日，中國(guó)科學(xué)家賀建奎聲稱(chēng)世界上首批經(jīng)過(guò)基因編輯的嬰兒---一對(duì)雙胞胎女性嬰兒---在11月出生,。他利用一種強(qiáng)大的基因編輯工具CRISPR-Cas9對(duì)這對(duì)雙胞胎的一個(gè)基因進(jìn)行修改,，使得她們出生后就能夠天然地抵抗HIV感染。這也是世界首例免疫艾滋病基因編輯嬰兒,。這條消息瞬間在國(guó)內(nèi)外網(wǎng)站上迅速發(fā)酵,，引發(fā)千層浪。有部分科學(xué)家支持賀建奎的研究,，但是更多的是質(zhì)疑,，甚至是譴責(zé)。
即將過(guò)去的12月份,，有哪些重大的CRISPR/Cas研究或發(fā)現(xiàn)呢,？小編梳理了一下這個(gè)月生物谷報(bào)道的CRISPR/Cas研究方面的新聞，供大家閱讀,。
1.Science論文解讀,！開(kāi)發(fā)出CiBER-seq新技術(shù)，可同時(shí)分析細(xì)胞中的多達(dá)100個(gè)基因
doi:10.1126/science.abb9662
CRISPR-Cas9可以很容易地敲除或調(diào)整單個(gè)基因,，以確定其對(duì)有機(jī)體或細(xì)胞,，甚至另一個(gè)基因的影響。但是,，如果你能一次進(jìn)行幾千個(gè)實(shí)驗(yàn),，利用CRISPR逐個(gè)對(duì)基因組中的每一個(gè)基因進(jìn)行調(diào)整，并快速看到每一個(gè)基因的影響呢,，那會(huì)怎么樣呢,？
在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的研究人員開(kāi)發(fā)出一種簡(jiǎn)單的方法來(lái)做到這一點(diǎn),，它讓任何人都可以對(duì)細(xì)胞（包括人類(lèi)細(xì)胞）進(jìn)行分析,，并迅速確定基因組中所有調(diào)控特定基因表達(dá)的DNA序列。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2020年12月11日的Science期刊上,，論文標(biāo)題為“CiBER-seq dissects genetic networks by quantitative CRISPRi profiling of expression phenotypes”,。
CiBER-seq原理示意圖，圖片來(lái)自Science, 2020, doi:10.1126/science.abb9662,。這種新技術(shù),，被稱(chēng)為CiBER-seq（CRISPR interference with barcoded expression reporter sequencing），通過(guò)讓數(shù)萬(wàn)個(gè)CRISPR實(shí)驗(yàn)合并在一起,，同時(shí)完成這些實(shí)驗(yàn),。該技術(shù)摒棄了熒光,，采用深度測(cè)序的方式，直接測(cè)量合并樣本（pooled sample）中基因活性的增加或減少,。深度測(cè)序采用高通量,、長(zhǎng)讀的新一代測(cè)序技術(shù)，對(duì)合并樣本中表達(dá)的所有基因進(jìn)行測(cè)序和基本計(jì)數(shù),。
2.Nucleic Acids Res：發(fā)現(xiàn)兩種較小的新型Cas9核酸酶,，有望更容易地進(jìn)行基因組編輯
doi:10.1093/nar/gkaa998
在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自俄羅斯科學(xué)院,、俄羅斯國(guó)家研究中心分子遺傳學(xué)研究所和斯科爾科沃科學(xué)技術(shù)研究院等研究機(jī)構(gòu)的研究人員描述了兩種新的緊湊的Cas9核酸酶,，即CRISPR-Cas系統(tǒng)具有切割活性的組分，這將有可能擴(kuò)大Cas9工具箱在基因組編輯中的應(yīng)用,。這兩種Cas9核酸酶中的一種被證實(shí)可以在人類(lèi)細(xì)胞中發(fā)揮作用,，因而可用于生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2020年12月2日的Nucleic Acids Research期刊上,，論文標(biāo)題為“PpCas9 from Pasteurella pneumotropica — a compact Type II-C Cas9 ortholog active in human cells”,。論文通訊作者為俄羅斯國(guó)家研究中心分子遺傳學(xué)研究所的Konstantin Severinov博士。
他們描述了兩種新的小型Cas9核酸酶：一種來(lái)自Defluviimonas sp.20V17（一種生活在熱液噴口的細(xì)菌）,，即DfCas9,，另一種來(lái)自侵肺巴斯德菌（Pasteurella pneumotropica，一種在嚙齒動(dòng)物和其他哺乳動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)的常見(jiàn)細(xì)菌）,，即PpCas9,。這兩種核酸酶恰好對(duì)AAV載體來(lái)說(shuō)足夠小，并且具有相對(duì)較短的PAM,，對(duì)于Cas9核酸酶來(lái)說(shuō),，這是“兩全其美”的選擇。
這兩種新的Cas9核酸酶與II-C型CRISPR-Cas系統(tǒng)有關(guān),，與SpCas9相比,，通常表現(xiàn)為更小的Cas9效應(yīng)物。這兩種核酸酶采用了類(lèi)似于其他Cas9蛋白的保守的雙葉結(jié)構(gòu),，但也有獨(dú)特的特點(diǎn)：它們?nèi)狈讉€(gè)插入子結(jié)構(gòu)域,，并且有一個(gè)較小的Wedge結(jié)構(gòu)域（負(fù)責(zé)與單向?qū)NA支架相互作用的結(jié)構(gòu)域，因而更加緊湊,。
3.Science子刊：利用智能手機(jī)超靈敏定量檢測(cè)唾液中的新冠病毒
doi:10.1126/sciadv.abe3703
根據(jù)一項(xiàng)新的研究,，一種基于唾液的便攜式智能手機(jī)平臺(tái)為COVID-19測(cè)試提供了一種超靈敏但易于使用的方法，它可以在15分鐘內(nèi)給出測(cè)試結(jié)果,，而無(wú)需進(jìn)行當(dāng)前金標(biāo)準(zhǔn)所需的資源密集型實(shí)驗(yàn)室測(cè)試,。該方法在12名COVID-19感染者和6名健康對(duì)照者中進(jìn)行了測(cè)試。相關(guān)研究結(jié)果于2020年12月11日在線發(fā)表在Science Advances期刊上,，論文標(biāo)題為“A smartphone-read ultrasensitive and quantitative saliva test for COVID-19”,。論文通訊作者為美國(guó)杜蘭大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Tony Y. Hu博士。
Hu及其同事們證實(shí),，這種技術(shù)將熒光顯微鏡讀出裝置與智能手機(jī)配對(duì),，從CRISPR/Cas12a檢測(cè)中確定病毒載量，與成熟的定量逆轉(zhuǎn)錄酶聚合酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)（RT-qPCR）方法一樣有效,。
這些作者寫(xiě)道,，“我們相信，未來(lái)類(lèi)似的智能手機(jī)平臺(tái)有可能迅速擴(kuò)大COVID-19篩查能力,，并有可能簡(jiǎn)化接觸者追蹤的驗(yàn)證,，以改善當(dāng)?shù)氐囊咔槎糁疲閰^(qū)域疾病控制工作提供信息,?！?br>
4.Nature子刊：抗CRISPR蛋白介導(dǎo)的CRISPR-Cas9系統(tǒng)可提高基因編輯效率，同時(shí)降低脫靶效應(yīng)
doi:10.1038/s42003-020-01340-2
CRISPR-Cas9基因編輯可能會(huì)引起不想要的遺傳變化,。在一項(xiàng)新的研究中,，來(lái)自日本廣島大學(xué)和東京醫(yī)科齒科大學(xué)的研究人員開(kāi)發(fā)出一種很有前途的修復(fù)方法，即關(guān)閉CRISPR-Cas9基因編輯,，直到它達(dá)到關(guān)鍵的細(xì)胞周期階段,，在這個(gè)階段，更精確的修復(fù)可能會(huì)發(fā)生,。根據(jù)這些研究結(jié)果,，他們成功地展示了更精確的基因編輯，并抑制了稱(chēng)為脫靶效應(yīng)的非預(yù)期基因缺失,、插入或突變,。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Communications Biology期刊上，論文標(biāo)題為“A cell cycle-dependent CRISPR-Cas9 activation system based on an anti-CRISPR protein shows improved genome editing accuracy”,。
雖然之前開(kāi)發(fā)的方法報(bào)告了較少的與CRISPR技術(shù)相關(guān)的脫靶效應(yīng),，但是這些研究人員表示，這些方法往往表現(xiàn)出較低的編輯效率,。論文通訊作者,、廣島大學(xué)生物醫(yī)學(xué)與健康科學(xué)研究生院教授Wataru Nomura說(shuō)，“我們的目標(biāo)是開(kāi)發(fā)出避免脫靶效應(yīng)的方法,，脫靶效應(yīng)是基因組編輯領(lǐng)域最具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題之一,。我們的方法是一箭雙雕。我們可以同時(shí)提高基因組編輯的精確性和抑制脫靶效應(yīng),?！?br>
5.重磅Cell論文詳解！利用CRISPR-Cas13a和智能手機(jī)攝像頭在30分鐘內(nèi)定量檢測(cè)新冠病毒RNA
doi:10.1016/j.cell.2020.12.001
在一項(xiàng)新的研究中,，這些研究人員概述了一種基于CRISPR的COVID-19測(cè)試技術(shù),，該技術(shù)使用智能手機(jī)攝像頭,，可在30分鐘內(nèi)提供準(zhǔn)確結(jié)果。相關(guān)研究結(jié)果于2020年12月4日在線發(fā)表在Cell期刊上,，論文標(biāo)題為“Amplification-free detection of SARS-CoV-2 with CRISPR-Cas13a and mobile phone microscopy”,。
圖片來(lái)自Cell, 2020, doi:10.1016/j.cell.2020.12.001。在這種新的測(cè)試方法中,，Cas13a蛋白與一種在切割時(shí)會(huì)產(chǎn)生熒光的報(bào)告分子結(jié)合在一起,，然后與來(lái)自鼻腔拭子的患者樣本混合?；旌虾蟮臉颖颈环胖迷谝环N連接到智能手機(jī)的設(shè)備中,。如果樣本中含有SARS-CoV-2 RNA，Cas13就會(huì)被激活,，并切割報(bào)告分子,，導(dǎo)致熒光信號(hào)產(chǎn)生。然后,，基本上變成了顯微鏡的智能手機(jī)攝像頭可以檢測(cè)到熒光,，并報(bào)告測(cè)試的拭子呈病毒陽(yáng)性。
論文共同通訊作者,、格拉斯通病毒學(xué)研究所主任Melanie Ott博士說(shuō),，“對(duì)于科學(xué)界來(lái)說(shuō)，不僅要增加測(cè)試,，而且要提供新的測(cè)試選擇,，這一直是一項(xiàng)緊迫的任務(wù)。我們開(kāi)發(fā)的測(cè)試方法可以提供快速,、低成本的檢測(cè),，幫助控制COVID-19的傳播?！?br>
6.Nat Commun：利用AAV9-CRISPR-Cas9基因編輯有望清除受感染細(xì)胞DNA中的HIV DNA
doi:10.1038/s41467-020-19821-7
猿猴免疫缺損病毒（SIV）是一種與人類(lèi)免疫缺陷病毒（HIV）存在密切親緣關(guān)系的病毒,。在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自美國(guó)天普大學(xué)劉易斯-卡茨醫(yī)學(xué)院和杜蘭大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)的研究人員在HIV研究方面邁出了重要一步：他們成功地從非人靈長(zhǎng)類(lèi)動(dòng)物的基因組中剔除了SIV,。這一突破使得他們比以往任何時(shí)候都更接近開(kāi)發(fā)治愈人類(lèi)HIV感染的方法,。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Nature Communications期刊上，論文標(biāo)題為“CRISPR based editing of SIV proviral DNA in ART treated non-human primates”,。
論文共同通訊作者,、天普大學(xué)劉易斯-卡茨醫(yī)學(xué)院綜合神經(jīng)艾滋病中心主任Kamel Khalili博士說(shuō)，“我們首次發(fā)現(xiàn),，單次注射我們的由腺相關(guān)病毒（AAV）攜帶的CRISPR基因編輯構(gòu)建體,，可以從恒河猴的受感染細(xì)胞中剔除SIV基因組。”
7.Nat Commun：新型CRISPR-Cas9變體可提高基因編輯的安全性和有效性
doi:10.1038/s41467-020-19842-2
在一項(xiàng)新的研究中,，來(lái)自美國(guó)密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員發(fā)現(xiàn),，使用一種新的修復(fù)DNA的CRISPR-Cas9變體將會(huì)改善備受吹捧的CRISPR-Cas9工具的安全性和有效性。相關(guān)研究結(jié)果近期發(fā)表在Nature Communications期刊上,，論文標(biāo)題為“MiCas9 increases large size gene knock-in rates and reduces undesirable on-target and off-target indel edits”,。
論文共同通訊作者、密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院心血管中心內(nèi)科,、心臟外科、生理學(xué),、藥理學(xué)和藥物化學(xué)教授Y. Eugene Chen博士解釋說(shuō),，這兩個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題---安全性和有效性---是繼續(xù)阻礙CRISPR-Cas9基因編輯發(fā)揮其全部臨床潛力的原因。另外兩名論文共同通訊作者為密歇根大學(xué)醫(yī)學(xué)院的Jifeng Zhang和Jie Xu,。
這種新的CRISPR-Cas9變體提高了將基因或DNA片段插入到基因組的精確位置時(shí)的效率,，即所謂的敲入（knocking in）。它還降低了基因編輯時(shí)經(jīng)常發(fā)生的堿基對(duì)的意外插入或缺失（insertions or deletions, indels）率,。
8.bioRxiv：通過(guò)編輯人類(lèi)神經(jīng)細(xì)胞中的關(guān)鍵基因或有望改變其患阿爾茲海默病的風(fēng)險(xiǎn)
doi:10.1101/2020.10.27.357830
近日,，一篇發(fā)表在預(yù)印版平臺(tái)bioRxiv上的研究報(bào)告中，來(lái)自拉瓦爾大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究表示,，通過(guò)編輯神經(jīng)細(xì)胞中的關(guān)鍵基因或能增加個(gè)體患阿爾茲海默病的風(fēng)險(xiǎn),，文章中研究人員描述了如何對(duì)相關(guān)基因進(jìn)行編輯以及其所產(chǎn)生的影響效應(yīng)。
此前研究結(jié)果表明,，參與阿爾茲海默病發(fā)生的其中一個(gè)風(fēng)險(xiǎn)因素就是腦細(xì)胞中β-淀粉樣蛋白的積累,，而且某些人群機(jī)體中攜帶有名為A673T的基因突變，相比一般人群而言,，表達(dá)該基因突變的人群患阿爾茲海默病的風(fēng)險(xiǎn)要比前者低4倍,，這項(xiàng)研究中，研究人員通過(guò)研究編輯人類(lèi)腦細(xì)胞使得個(gè)體機(jī)體攜帶基因突變A673T,，同時(shí)他們發(fā)現(xiàn)這或許會(huì)降低個(gè)體患阿爾茲海默病的風(fēng)險(xiǎn),。
研究者指出，A673T突變不同于不表達(dá)單一DNA元件的個(gè)體機(jī)體中所攜帶的同源性基因,，這就表明,，通過(guò)添加突變或許更加容易一些，隨后研究者嘗試?yán)肅RISPR技術(shù)來(lái)對(duì)腦細(xì)胞進(jìn)行編輯,，雖然這一嘗試相對(duì)成功一些,，但研究人員還嘗試了使用prime編輯技術(shù)（prime editing），這種相對(duì)較新的技術(shù)能允許研究者將一個(gè)堿基字母轉(zhuǎn)換成另外一個(gè)堿基字母,，利用該技術(shù),，研究者就能夠在體外對(duì)大約40%的腦細(xì)胞進(jìn)行編輯，這似乎并不足以防止β-淀粉樣蛋白的積累，也不足以減緩阿爾茲海默病的進(jìn)展,；后期還需要研究人員進(jìn)行更多研究得出更多的結(jié)果,。
9.Cell子刊解讀！開(kāi)發(fā)出新型CRISPR標(biāo)記技術(shù)或能提高利用干細(xì)胞培養(yǎng)出模式細(xì)胞的準(zhǔn)確性,！
doi:10.1016/j.celrep.2020.108460
日前,，一篇刊登在國(guó)際雜志Cell Reports上題為“Master Regulators and Cofactors of Human Neuronal Cell Fate Specification Identified by CRISPR Gene Activation Screens”的研究報(bào)告中，來(lái)自杜克大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)掌握基因調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)的“語(yǔ)言”開(kāi)發(fā)了一種新方法能將干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為想要的細(xì)胞類(lèi)型,。將干細(xì)胞轉(zhuǎn)化成為其它類(lèi)型的細(xì)胞并不是一個(gè)新的想法,，目前已經(jīng)存在多種方法，但其所得到的結(jié)果仍然有一些值得改進(jìn)的地方,；通常情況下,，當(dāng)在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)過(guò)程中，程序化的干細(xì)胞并不能正確成熟,，因此研究人員就需要尋找用于實(shí)驗(yàn)的成體神經(jīng)細(xì)胞來(lái)最終得到胚胎神經(jīng)元,，而胚胎神經(jīng)元無(wú)法模擬遲發(fā)性的精神疾病和神經(jīng)退行性疾病。
研究者Josh Black說(shuō)道,，這些細(xì)胞乍一看可能是對(duì)的,，但他們往往缺少一種你所想要的關(guān)鍵細(xì)胞屬性，利用CRISPR基因編輯技術(shù),，我們就能開(kāi)發(fā)出新方法來(lái)識(shí)別出哪些轉(zhuǎn)錄因子（基因火星的主要控制器）能幫助制造好的神經(jīng)元,。這項(xiàng)研究中研究者開(kāi)發(fā)出了能夠制造成熟成體神經(jīng)元的新方法，目前該方法能用于編程任何類(lèi)型的細(xì)胞,。CRISPR技術(shù)通常用于編輯DNA序列,，也就是大家俗稱(chēng)的基因編輯，其中Cas9蛋白能與導(dǎo)向RNA結(jié)合并指導(dǎo)其切割特定位點(diǎn)的DNA,，進(jìn)而導(dǎo)致DNA序列的改變,，DNA編輯如何已經(jīng)被廣泛用于改變基因的序列，但在基因被關(guān)閉的情況下其似乎并不能發(fā)揮作用,。
一種失活的Cas9蛋白（dCas9）能附著在不能切割的DNA位點(diǎn)上,。實(shí)際上，如果沒(méi)有另一種分子連接或招募到它,，其就不會(huì)發(fā)揮任何作用,；此前研究人員報(bào)道了多種方法將不同的分子結(jié)構(gòu)域吸附到dCas9蛋白上，從而來(lái)告訴細(xì)胞開(kāi)啟基因或重塑染色質(zhì)的結(jié)構(gòu),；研究人員非常感興趣利用開(kāi)啟基因表達(dá)的特殊工具將一種細(xì)胞類(lèi)型轉(zhuǎn)化為能創(chuàng)造出更好的疾病模型的另一種細(xì)胞類(lèi)型,。
10.CRISPR-Cas9技術(shù)編輯的CAR-T細(xì)胞或能增強(qiáng)機(jī)體抵御血液癌癥的潛力
新聞來(lái)源：CRISPR-edited CAR T cells enhance fight against blood cancers
近日，在2020年第62屆美國(guó)血液學(xué)會(huì)年會(huì)(ASH)上,，來(lái)自賓夕法尼亞大學(xué)的科學(xué)家們展示了他們最新的臨床前研究結(jié)果,，他們發(fā)現(xiàn),，利用CRISPR/Cas9技術(shù)敲除CAR-T細(xì)胞上能抑制T細(xì)胞激活的特殊蛋白或能增強(qiáng)工程化T細(xì)胞清除血液癌癥的能力。研究人員敲除了CAR-T細(xì)胞上名為CD5的基因,，隨后將其輸注回?cái)y帶T細(xì)胞和B細(xì)胞白血病/淋巴瘤的小鼠體內(nèi),，CD5基因能編碼T細(xì)胞表面的CD5蛋白，而且還會(huì)抑制其激活,。相比輸注了非編輯CAR-T細(xì)胞的小鼠而言,，輸注了CD5被剔除的CAR-T細(xì)胞的小鼠機(jī)體外周血中的T細(xì)胞增殖水平較高，而且腫瘤尺寸發(fā)生了明顯下降,，且小鼠有更好的生存結(jié)局,。
CRISPR技術(shù)能幫助科學(xué)家們鎖定并編輯任何不需要的基因，以癌癥為例,，該技術(shù)就能通過(guò)剔除T細(xì)胞中的特殊基因來(lái)幫其更好地抵御腫瘤,，這種方法與CAR-T細(xì)胞療法密切相關(guān)，即研究人員通過(guò)收集患者機(jī)體自身的T細(xì)胞,，對(duì)其進(jìn)行工程化修飾表達(dá)新型受體從而尋找并攻擊癌細(xì)胞。醫(yī)學(xué)博士Marco Ruella說(shuō)道,，我們通過(guò)研究首次表明,，我們可以成功利用CRISPR/Cas9技術(shù)來(lái)敲除CAR-T細(xì)胞表面的CD5，從而增強(qiáng)其攻擊癌癥的能力,，在多種癌癥模型中,，編輯和非編輯CAR-T細(xì)胞之間的差異非常驚人。
研究人員首次在T細(xì)胞白血病模型中檢測(cè)了這種新方法,，抗CD5的CAR-T細(xì)胞能被遺傳工程化修飾來(lái)尋找惡性T細(xì)胞上的CD5并對(duì)其發(fā)起攻擊,；由于CD5在正常T細(xì)胞中也會(huì)表達(dá)，隨后研究人員從CAR-T細(xì)胞對(duì)CD5進(jìn)行了移除,，這樣就能避免對(duì)其它CAR-T細(xì)胞的殺滅效應(yīng),，從而就能潛在釋放CAR-T細(xì)胞的激活，否則就會(huì)被這些細(xì)胞上CD5的存在所抑制,。
實(shí)際上,，在體內(nèi)和體外實(shí)驗(yàn)中，CD5被剔除的抗CD5 CAR-T細(xì)胞要比CD5沒(méi)有被剔除的CAR-T細(xì)胞的效力更強(qiáng),，而且有超過(guò)50%的小鼠在長(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)中得到了治愈,。為了檢測(cè)CD5的剔除是否會(huì)增加靶向作用抗原而不是CD5的CAR-T細(xì)胞的抗腫瘤效應(yīng)，隨后研究人員在CTL019 CAR-T細(xì)胞對(duì)抗CD19+ B細(xì)胞白血病的環(huán)境下進(jìn)行了證實(shí),，值得注意的是,，同樣在該模型中，CD5的敲除會(huì)明顯增強(qiáng)CTL019 CAR-T細(xì)胞的抗腫瘤效率,，同時(shí)還會(huì)讓大部分小鼠的疾病完全緩解期延長(zhǎng),。
11.EMBO J：如何建立小鼠模型用于疫苗研究
doi:10.15252/embj.2020105926
為了開(kāi)發(fā)疫苗并研究人類(lèi)的免疫應(yīng)答,，科學(xué)家們依賴于多種動(dòng)物模型，包括可以通過(guò)基因工程B細(xì)胞受體產(chǎn)生人類(lèi)抗體的小鼠,，該B細(xì)胞受體是與B細(xì)胞膜結(jié)合的專(zhuān)門(mén)抗體,。但是，這些小鼠通常需要數(shù)年的時(shí)間才能發(fā)育,，需要復(fù)雜的基因修飾和仔細(xì)的繁殖過(guò)程,。MGH，麻省理工學(xué)院和哈佛大學(xué)Ragon研究所副所長(zhǎng)Facundo Batista博士說(shuō)：“產(chǎn)生這些專(zhuān)門(mén)小鼠的時(shí)間一直是延遲疫苗開(kāi)發(fā)的主要因素,。隨著CRISPR / Cas9等基因編輯技術(shù)的最新發(fā)展,，我們知道必須有一種方法可以大大加快這一過(guò)程?！?br>
Batista小組開(kāi)發(fā)了一種新的方法來(lái)生成用于臨床前疫苗評(píng)估的小鼠品系,，從而大大縮短了這一時(shí)間表。在最近發(fā)表在《 EMBO》雜志上的一項(xiàng)研究中,，這種采用CRISPR / Cas9技術(shù)的一步法可以在短短幾周內(nèi)產(chǎn)生具有基因工程人B細(xì)胞受體的小鼠,。
圖片來(lái)源：Www.pixabay.com。為了測(cè)試這項(xiàng)技術(shù),，研究人員對(duì)小鼠進(jìn)行了改造,，使其具有人類(lèi)B細(xì)胞受體，而人類(lèi)B細(xì)胞受體是所謂的廣泛中和HIV抗體的前體,。已知這些抗體可有效對(duì)抗HIV,，但很難通過(guò)疫苗接種來(lái)刺激。前體通過(guò)產(chǎn)生廣泛中和的抗體樣突變對(duì)目前在臨床HIV試驗(yàn)中使用的抗原產(chǎn)生反應(yīng),?？焖僭u(píng)估不同抗原激活這些前體的能力的能力具有顯著加速疫苗開(kāi)發(fā)的潛力。
12.NEJM兩項(xiàng)臨床試驗(yàn)結(jié)果表明：新型基因療法或有望治療鐮狀細(xì)胞性貧血癥
doi:10.1056/NEJMoa2029392; doi:10.1056/NEJMoa2031054
近日,，兩篇發(fā)表在國(guó)際雜志New England Journal of Medicine上的研究報(bào)告中,，來(lái)自美國(guó)、德國(guó),、加拿大和法國(guó)的科學(xué)家們通過(guò)研究開(kāi)發(fā)出了能靶向治療鐮狀細(xì)胞性貧血(sickle-cell anemia)的新型基因療法,。在第一篇研究報(bào)告中，研究人員利用CRISPR-Cas9基因編輯系統(tǒng)增強(qiáng)了鐮狀細(xì)胞性貧血癥患者機(jī)體中胎血紅蛋白(fetal hemoglobin)的產(chǎn)生,。在第二篇研究報(bào)告中,，研究人員試圖尋找能促進(jìn)鐮狀細(xì)胞性貧血癥患者機(jī)體胎血紅蛋白產(chǎn)生的方法，他們使用了一種不同的技術(shù),，該技術(shù)主要能通過(guò)病毒載體引入RNA,，從而改變胎血紅蛋白基因的表達(dá)。
研究者表示,，這兩種新型療法選擇均為臨床試驗(yàn)的一部分,，其旨在改變主要誘發(fā)鐮狀細(xì)胞性貧血的致病基因,；在這兩種情況下，臨床醫(yī)生都會(huì)移除一部分患者機(jī)體的血液干細(xì)胞,，并試圖使得患者機(jī)體的遺傳開(kāi)關(guān)發(fā)生失活,，隨后給與患者化療手段來(lái)破壞其機(jī)體中發(fā)生錯(cuò)誤的細(xì)胞，這種新改變的干細(xì)胞就能被重新輸注到患者體內(nèi),。隨著時(shí)間推移,，進(jìn)入患者機(jī)體的干細(xì)胞就會(huì)生長(zhǎng)成為正常的血液細(xì)胞并讓患者擺脫疾病的折磨。（生物谷 Bioon.com）
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