基因修飾技術再向遺傳疾病治療邁進一步

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基因修飾,又稱基因增補,主要是指利用生物化學方法修改DNA序列,將目的基因片段導入宿主細胞內,或者將特定基因片段從基因組中刪除,從而達到改變宿主細胞基因型或者使得原有基因型得到加強的作用。目前的基因修補技術對於單顆細胞往往可以有效發揮,但還無法擴及整片組織或單一器官,更不用說全身性治療。

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例如杜氏肌肉萎縮症 (Duchenne muscular dystrophy, DMD) 就是一種由基因突變導致肌肉細胞不能正常產生dystrophin蛋白質所引發,進而影響全身肌肉的遺傳性疾病。患者的肌肉纖維會因此變得脆弱而無力,肌肉細胞也會逐漸凋亡,最後患者往往因心肌或呼吸肌等重要肌肉停止運作死亡。

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美國杜克大學研究團隊成功以CRISPR技術治療罹患肌肉萎縮症的老鼠

CRISPR/Cas9是當今最有潛力的基因編輯技術,可利用CRISPR作為導航系統,將具有剪輯功能的Cas9酵素帶往目標基因區將突變基因片段剪下,再換上正常的基因序列。美國杜克大學的生醫工程副教授Charles A. Gersbach在近期帶領團隊利用CRISPR/Cas9技術,成功改善患有DMD之小鼠的dystrophin蛋白質產量、肌肉生理、肌力、以及心肌功能,奠定CRISPR/Cas9技術用於治療全身性遺傳疾病的可能性。Gersbach團隊也花費不少巧思克服技術上的困難,包含:

1.以無毒的AAV (adeno-associated virus) 病毒,負責將CRISPR/Cas9工具組帶入肌肉細胞;這種病毒可非常有效率地進入目標細胞,但又不會使人類生病,所以能把修改基因突變的治療技術送至最大範圍的區域。
2.由於既有的Cas9太大而不易搭載於AAV病毒,所以Gersbach團隊找到金黃色葡萄球菌小巧又功能俱全的Cas9,成功解決工具組的裝填問題。

目前全球每五千位男嬰就有一位患有DMD,世界上更有成千上萬因全身性遺傳疾病而無法享受正常生活的患者。Gersbach團隊的研究為這些患者提供契機,讓他們未來可望透過類似基因修飾技術找回先天被剝奪的生活幸福。

參考文獻

探索本篇所介紹之研究的全文:
Nelson CE et al. In vivo genome editing improves muscle function in a mouse model of Duchenne muscular dystrophy. Science 2015 Dec 31. DOI: 10.1126/science.aad5143 [Epub ahead of print]

CRISPR演進歷程說明:
https://www.broadinstitute.org/what-broad/areas-focus/project-spotlight/crispr-timeline

本文授權轉載自:
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