一項(xiàng)重要的新研究表明，CRISPR療法可以在不切割DNA的前提下減少脂肪。

來(lái)自加州大學(xué)舊金山分校的研究人員利用改良版的CRISPR提高了某些基因的活性，可以幫助易肥胖體質(zhì)的小鼠預(yù)防嚴(yán)重肥胖。更重要的是，研究人員還實(shí)現(xiàn)了長(zhǎng)期的體重控制，并且無(wú)需進(jìn)行基因組編輯。

這一研究成果公布在12月13日的Science雜志上。

單拷貝突變與人類疾病

雖然人體基因組每個(gè)個(gè)體中每個(gè)基因有兩個(gè)拷貝，分別來(lái)自父本和母本，但是之前的研究發(fā)現(xiàn)告訴我們，至少有660個(gè)基因，只要突變一個(gè)拷貝就會(huì)導(dǎo)致疾病，其中一些是毀滅性的。嚴(yán)重肥胖也是其中一種情況。

單個(gè)拷貝的SIM1或MC4R基因發(fā)生突變——這兩個(gè)基因都是對(duì)調(diào)節(jié)饑餓和飽腹感至關(guān)重要的基因，也是嚴(yán)重肥胖個(gè)體中最常見(jiàn)的突變。

當(dāng)這些基因的兩個(gè)拷貝都起作用時(shí)，人們通常能夠調(diào)控好他們的食物攝入量。但如果其中一個(gè)拷貝失去功能，身體就只能完全依賴單個(gè)拷貝，而這個(gè)拷貝本身并不能充分發(fā)出飽食信號(hào)，導(dǎo)致無(wú)止盡的進(jìn)食，最終引發(fā)嚴(yán)重肥胖。

CRISPR技術(shù)的這一最新進(jìn)展可能可以解決這一問(wèn)題?！拔覀冋J(rèn)為，如果我們能夠增加基因的功能拷貝，就可以預(yù)防攜帶這些突變的個(gè)體患上許多人類疾病，”文章作者Nadav Ahituv博士說(shuō)，“我們能夠通過(guò)加州大學(xué)舊金山分校開(kāi)發(fā)的CRISPR這一新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)?！?/p>

CRISPRa激活抑制食欲基因

這項(xiàng)技術(shù)被稱為CRISPRa（其中“a”是指用于激活activation），與常規(guī)CRISPR的不同之處在于它不會(huì)削減基因組。它保留了CRISPR的引導(dǎo)系統(tǒng)，可以被引導(dǎo)到特定DNA序列上，但通過(guò)調(diào)節(jié)劑量控制來(lái)分子剪刀——當(dāng)CRISPRa找到其靶標(biāo)時(shí)，它會(huì)放大該基因的活性，并不會(huì)編輯。

由此，研究人員創(chuàng)建了CRISPRa系統(tǒng)，靶向調(diào)節(jié)SIM1或MC4R活性的序列。他們使用病毒傳遞系統(tǒng)將這些CRISPRa引入小鼠的饑餓控制區(qū)域，這些小鼠經(jīng)基因工程改造后只有一個(gè)基因的功能性拷貝。

結(jié)果表明，接受CRISPRa激活的小鼠比沒(méi)有CRISPRa激活的小鼠，產(chǎn)生更多的SIM1或MC4R，而且劑量也沒(méi)有差別。最重要的是，增加的基因足以防止小鼠變得肥胖。

經(jīng)過(guò)CRISPRa治療的小鼠比未治療的小鼠輕30％至40％。效果也很持久。研究人員對(duì)小鼠進(jìn)行了10個(gè)月的監(jiān)測(cè) ，發(fā)現(xiàn)那些接受單一CRISPRa治療的小鼠在監(jiān)測(cè)期間保持了健康的體重。

“這些結(jié)果表明，CRISPRa可以用于提高因缺失拷貝引起的疾病中的基因拷貝，為某些形式的肥胖以及數(shù)百種其他疾病提供潛在的治療方法，”文章第一作者Navneet Matharu說(shuō)。

CRISPRa可以克服基因編輯的局限性

研究人員認(rèn)為，通過(guò)使用CRISPR編輯這些小鼠的基因組，他們可以取得類似的結(jié)果，但他們認(rèn)為CRISPRa與標(biāo)準(zhǔn)版基因編輯技術(shù)相比具有許多優(yōu)勢(shì)。

“就治療目的而言，CRISPRa可能優(yōu)于常規(guī)CRISPR，因?yàn)樗鉀Q了與基因組進(jìn)行永久性修飾相關(guān)的許多問(wèn)題，并且它有可能治療多種基因編輯不可選擇的遺傳疾病，”來(lái)自加州大學(xué)舊金山分校Christian Vaisse說(shuō)。

盡管CRISPR靶向特定的DNA序列，但脫靶問(wèn)題是一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題。對(duì)于傳統(tǒng)的CRISPR，這可能導(dǎo)致對(duì)基因組的無(wú)意但永久性的改變，從而產(chǎn)生潛在的有害結(jié)果。而CRISPRa相關(guān)的脫靶效應(yīng)不太可能具有破壞性，因?yàn)闆](méi)有進(jìn)行永久性改變。事實(shí)上，這項(xiàng)新研究表明，使用CRISPRa靶向啟動(dòng)子和增強(qiáng)子，似乎可以防止脫靶效應(yīng)，同時(shí)將所需效果限制在感興趣的特定組織中。

研究人員還指出，CRISPRa可用于治療其他類型的遺傳性疾病，即所謂的“微缺失”引起的疾病。在這種情況下，CRISPRa可通過(guò)增加未受影響的染色體拷貝上的幾個(gè)基因的活性來(lái)補(bǔ)償缺失。研究人員表示，在基因完全喪失的情況下，CRISPRa可以激活另一個(gè)具有相似功能的基因來(lái)補(bǔ)償缺失的基因。

“雖然這項(xiàng)研究主要關(guān)注肥胖，但我們相信我們的系統(tǒng)可以應(yīng)用于由于基因拷貝缺失導(dǎo)致疾病的任何情況，”Ahituv說(shuō)，“我們的方法具有針對(duì)多種疾病的巨大治療潛力，我們相信我們可以在不對(duì)基因組進(jìn)行任何編輯的情況下，實(shí)現(xiàn)這些幫助。”

來(lái)源：生物通