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基因编辑治疗无法治愈的肌肉疾病
发布时间:2020/02/19

杜氏肌营养不良(Duchenne type muscular dystrophy ,DMD)是儿童最常见的遗传肌肉疾病,患儿在十二岁前便需要依靠轮椅并会缩短预期寿命。慕尼黑工业大学(TUM)、慕尼黑Ludwig Maximilian大学(LMU)、以及德国环境健康研究中心(Helmholtz Zentrum München)的研究者开发出一种基因疗法,可能让DMD患者从疾病中永久的解脱出来。


肌肉需要抗肌萎缩蛋白来再生。杜氏肌营养不良症患者由于产生抗肌萎缩蛋白的基因突变而缺乏这种必需的肌肉蛋白。结果,它们的现有肌肉细胞随着时间的推移而逐渐恶化,并逐渐被结缔组织和脂肪组织所取代;疾病进展中,肌力减弱。患者在5岁左右会首次出现症状。患儿开始出现行动困难而这些活动是以前他们很容易就能完成的,例如上下楼梯等动作。在大约12岁左右,患儿无法行走,随后会丧失手部和手臂部的活动能力。由于并发呼吸衰竭和心脏衰竭,大部分患者的生存年龄不会超过40岁。DMD主要影响男生,因为该病相关突变位于X染色体上的抗肌萎缩蛋白基因。


· 基因编辑去除缺陷基因序列


由慕尼黑TUM科学家领导的一支跨学科研究团队首次成功矫正活猪中抗肌萎缩蛋白基因突变。为了从动物肌肉和心脏细胞的DNA中剪除有缺陷的基因序列,研究人员对Crispr-Cas9基因编辑工具进行了改良。TUM和德国环境健康研究中心的发育基因学专家Wolfgang Wurst教授表示:“这些基因编辑工具非常高效,尤其是能够矫正抗肌萎缩蛋白基因。这样一来,由于基因缺陷而无法读取的基因就可以被读取了,从而使蛋白生物合成得以成功。现在,变短但极稳定形成的抗肌萎缩蛋白能够改善肌肉功能。相比未接受治疗的动物,被治疗的动物不易产生心律不齐,预期寿命增加。”


· 永久疗法


“肌细胞和心脏细胞都是长寿命的细胞结构。一半的心肌细胞从出生起就在人的整个生命周期中保持着功能,”TUM大学医院心脏医生Christian Kupatt教授表示,“只要细胞是活的,它的基因组就会被用于蛋白质生物合成,并且一旦细胞受治疗的影响,就会被矫正。因此,相比先前的疗法,如果我们改变了心肌细胞的基因组,那么这种矫正的效果是长期有效的。”


· 临床相关模型治疗成功


在小鼠和其他动物模型中,抗肌萎缩蛋白的基因序列在过去已经被成功纠正。LMU大学医院的神经学家Maggie Walter教授说:“我们的研究结果非常有希望,因为这是第一次能够在临床相关的大型动物模型中成功的证明治疗效果。”在重要的生化、临床和病理变化方面,猪模型反映了人类杜氏肌营养不良。LMU兽医学专家Eckhard Wolf教授表示:“由于在我们的猪模型中,疾病进展得更快,我们能够在可控的时间内验证治疗方法的有效性。”

 

外文:Gene scissors against incurable muscular disease