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基因編輯成功抑制帕金森氏癥患者常出錯(cuò)的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)
2020-03-02
來源:攜手健康網(wǎng)
帕金森氏病的研究人員已經(jīng)使用基因編輯工具,將這種疾病常見的基因突變引入mar猴干細(xì)胞中,并成功地抑制了帕金森氏癥患者經(jīng)常會(huì)出錯(cuò)的細(xì)胞化學(xué)反應(yīng)。
編輯后的細(xì)胞是朝著研究靈長類動(dòng)物模型中的退化性神經(jīng)系統(tǒng)疾病邁出的一步。帕金森氏癥在全球范圍內(nèi)影響著超過1000萬人,它逐漸使神經(jīng)系統(tǒng)退化,引起典型的震顫,危險(xiǎn)的肌肉控制喪失,心臟和胃腸道功能障礙以及其他問題。
威斯康星大學(xué)麥迪遜分校醫(yī)學(xué)物理學(xué)教授,科學(xué)家,研究人員瑪麗娜·恩博格說:“我們現(xiàn)在知道如何將一個(gè)單一的突變(點(diǎn)突變)插入到mar猴的干細(xì)胞中?!爆旣悺ざ鞑└裨?月26日的《科學(xué)》雜志上發(fā)表了他們的發(fā)現(xiàn)。報(bào)告。“這是帕金森氏癥的一種精美模型。對于測試療法,這是一個(gè)完美的平臺(tái)?!?/span>
研究人員使用一種版本的基因編輯技術(shù)CRISPR來改變細(xì)胞遺傳密碼中的單個(gè)核苷酸-在普通mar猴的DNA中發(fā)現(xiàn)的超過28億對中的一個(gè)分子-并將其命名為G2019S 。
在人類帕金森氏癥患者中,這種突變導(dǎo)致參與細(xì)胞代謝的酶(一種稱為LRRK2的激酶)的異常過度活躍。其他基因編輯研究還采用了細(xì)胞同時(shí)產(chǎn)生正常酶和突變酶的方法。
這項(xiàng)新研究首次產(chǎn)生了僅產(chǎn)生具有G2019S突變的酶的細(xì)胞,這使得研究該突變在疾病中的作用變得更加容易。
恩博格說:“具有這種突變的干細(xì)胞內(nèi)部的代謝效率不如正常細(xì)胞,就像我們在帕金森氏癥中所見那樣。”他的工作得到了美國國立衛(wèi)生研究院的支持?!拔覀兊募?xì)胞在盤中的壽命較短。當(dāng)它們暴露于氧化應(yīng)激時(shí),它們的抵抗力就會(huì)減弱。”
突變的細(xì)胞還有帕金森氏癥的另一個(gè)缺點(diǎn):與其他細(xì)胞的連接缺乏光澤。干細(xì)胞是一種特別強(qiáng)大的研究工具,因?yàn)樗鼈兛梢园l(fā)育成遍布全身的許多不同類型的細(xì)胞。
當(dāng)研究人員刺激突變的干細(xì)胞分化為神經(jīng)元時(shí),他們形成的分支減少了,可以與鄰近的神經(jīng)元建立聯(lián)系和交流。
我們可以看到這些突變對培養(yǎng)皿中細(xì)胞的影響,這使我們可以窺見如果我們使用相同的遺傳原理將突變引入a猴。一只經(jīng)過精準(zhǔn)基因改造的猴子將使我們能夠監(jiān)測疾病的進(jìn)展并測試影響疾病進(jìn)程的新療法?!?/span>
威斯康星州國家靈長類動(dòng)物研究中心研究合著者,科學(xué)家Jenna Kropp Schmidt
這個(gè)概念在帕金森氏癥之外的研究中得到應(yīng)用。
施密特說:“我們可以使用某些相同的遺傳技術(shù),并將其應(yīng)用于人類疾病的其他靈長類動(dòng)物模型。”
研究人員還使用mar猴干細(xì)胞來測試帕金森氏癥的基因治療。他們縮短了一部分基因以阻止LRRK2的產(chǎn)生,從而使細(xì)胞代謝發(fā)生了積極變化。
恩博格說:“我們發(fā)現(xiàn)被截短的激酶的細(xì)胞與正常細(xì)胞之間的生存力沒有差異,這是一件大事。當(dāng)我們從這些細(xì)胞中提取神經(jīng)元時(shí),實(shí)際上發(fā)現(xiàn)了數(shù)量增加的分支?!?“這種激酶基因靶標(biāo)是潛在的帕金森氏療法的理想候選者?!?/span>
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