吴志坚发布CRISPR重要成果：CRISPR敲除治疗疾病

　　美国国立卫生研究院眼科研究所的一组研究人员报道了最新成果：他们通过一种病毒载体直接向眼睛输送了基于CRISPR-as9的治疗元件，成功在视网膜变性小鼠中阻止了视网膜色素变性。这一研究成果公布在3月14日的Nature Communications杂志上，文章的通讯作者是美国国立卫生研究院眼科研究所的吴志坚研究员（Zhijian Wu，音译）。

　　视网膜色素变性（Retinitis pigmentosa）是一种具有明显遗传倾向的慢性、进行性视网膜色素上皮和光感受器的变性疾病，发病率大约为四千分之一，会引发视网膜变性，并最终导致失明。这种遗传性疾病已与超过60个基因（和超过3,000个突变）相关联，因此为基因治疗增加了难度，最新这项研究的结果表明，基于基因编辑的更广泛治疗方法可用于靶向视网膜色素变性中的多个遗传缺陷。

　　在视网膜的眼后部组织中有两种类型的细胞，能将光转换成电信号发给大脑，视杆光感受器能在昏暗的光线下产生视觉，而视锥光感受器则能在光照条件下实现色彩视觉和观察。遗传突变主要影响前者，导致夜盲症，就像是视网膜色素变性患者看到的那样。不过由于视杆光感受器也会为视锥光感受器提供重要的结构和营养支持，因此视杆光感受器障碍或死亡会导致视锥光感受器变性和失明。

　　为此眼科研究所眼部基因治疗中心主任吴志坚等人设计了一种CRISPR单导向RNA（sgRNA），靶向视网膜转录因子：神经视网膜亮氨酸拉链（Neural retina leucine zipper，Nrl），Nrl能调控视网膜发育过程中特殊视杆细胞的命运，并维持成熟视网膜内的视杆细胞。研究小组将Nrl-sgRNA和Cas9内切核酸酶通过两个单独的腺相关病毒（AAV）载体，直接递送到小鼠视网膜上。他们指出，这种AAV载体的优点就是能维持非分裂细胞（例如视网膜细胞）中长期基因表达的能力。

　　来自华盛顿大学医学院的神经病理学家Joseph Corbo（未参与该项研究）表示，“目前缺乏针对视网膜变性的有效治疗，特别是缺乏这种疾病不同遗传变异的治疗，这项研究是我们领域中非常令人激动的一项重要进步”。Corbo实验室是第一个发现靶向Nrl可以保留小鼠视锥细胞功能的实验室。

　　在最新研究中，研究人员利用基于Cre的重组系统，发现敲除Nrl可以将视杆细胞部分转换类似视锥细胞，防止视杆细胞的死亡以及视网膜色素变性中二级视锥细胞的死亡。

　　吴志坚研究员表示，“我们的想法不是将视杆细胞转变成真正的视锥细胞，而是令它们获得一些视锥细胞的特征，从而能低空引发其最终死亡的突变影响。”

　　但Cre重组方法并不使用于人体，因此研究人员转向了CRISPR系统。 “这项新工作获得了两个方面的进步：作者采用了了一种AAV介导的CRISPR-Cas9递送系统，可以应用于人类患者，并且他们指出了这种策略可以在多种视网膜变性模型中起作用。”

　　研究组首先将实验治疗载体注射到2周龄野生型小鼠的视网膜中，然后观察小鼠在三至四个月内的变化。与注射对照载体的小鼠相比，接受治疗的小鼠Nr1表达量降低。在注射后第6周，治疗小鼠视杆细胞出现了下调的视杆细胞基因，以及上调的视锥细胞基因。同时研究人员也指出，这种治疗不会对视锥细胞产生任何有害作用。

　　这种完整消除Nrl的效果令人印象深刻，也是这项工作的一个关键成果。