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科学家使用基因编辑来破坏人类细胞中的潜伏性和活动性疱疹病毒
发布时间:2019-12-25     浏览量:1396    新闻来源:
 

它通过内衬粘膜的区域(嘴,鼻子和生殖器)进入人体,但很快在神经细胞内部建立了终生的病毒藏身之处。最初感染后,该病毒潜伏在休眠状态,只有定期重新唤醒才能引起爆发,以爆发唇疱疹或水疱为特征。在少数人中,病毒唤醒的后果可能是毁灭性的,包括失明和脑部炎症。

抗病毒药物可以预防再次爆发,但并不总是有效,因此数十年来,研究人员一直在寻求能够永久消除病毒的解决方案。

现在,哈佛大学医学院的研究人员利用感染了单纯疱疹病毒(HSV)的人类成纤维细胞成功地使用CRISPR-Cas9基因编辑功能,不仅破坏了主动复制的病毒,而且破坏了病毒进入休眠库的难度,从而证明了这一点。实现永久性病毒控制的可能策略。

该团队的发现于12月2日在eLife中进行了描述。

布拉瓦特尼克希金斯大学微生物学和分子遗传学教授,首席研究员David Knipe说:“这是令人兴奋的第一步,这表明有可能永久消除终身感染,但还有很多工作要做。”哈佛医学院研究所。

值得注意的是,该研究代表了通过基因编辑破坏潜在病毒库的第一个成功实例。众所周知,潜伏的水库不能接受抗病毒药物的治疗,而且也难以进行基因编辑。

实验还确定了主动复制病毒变得独特易受基因编辑影响的机制。这些机制也可以解释为什么病毒的潜在形式不适合这种技术。

具体来说,实验揭示了一种活跃复制病毒的DNA更暴露于Cas9酶-CRISPR-Cas9基因编辑系统中的分子剪刀。这是因为主动复制的病毒具有较少的保护性组蛋白,这些保护性组蛋白环绕其DNA进行屏蔽。

Knipe说:“由于没有保护性的组蛋白,使得DNA更容易接近并且易于切割,因此从本质上来说,这就是HSV的致命弱点。”

新发现提供了一个模型系统,可用于以局部方式使用基因编辑来破坏特定位点的主动复制。但是,Knipe告诫说,向神经元提供基因编辑疗法的重大挑战-病毒隐藏并进入休眠状态-仍有待解决,Knipe补充说。

根据世界卫生组织的数据,全世界三分之二以上的人都携带有这种病毒。尽管大多数感染是无症状的,但在少数人中,HSV可能会造成严重损害。它可以感染眼睛,称为疱疹性角膜炎,并导致失明。在免疫系统受损的人中,HSV可引起脑部炎症。在新生儿中,该病毒可引起传播性,全身性疾病和脑部炎症,并且在四分之一的受感染婴儿中可能致命。

因此,该技术的一种早期治疗应用可能涉及对已感染HSV的人的嘴,眼或生殖器的上皮细胞进行局部和有限的基因编辑,以防止病毒在易感部位引起主动爆发。说过。

“例如,如果您想防止角膜感染,您可以在角膜细胞中使用CRISPR-Cas9编辑,以防止新的感染或防止病毒重新激活或减少重新激活,” Knipe说。“角膜复发性疱疹性角膜炎感染的人在一段时间后开始失明,这是因为其重新激活并导致角膜混浊的炎症。”

有限的局部基因编辑的优点是避免了广泛的可能的脱靶效应,这种效应可能会无意中改变非预期细胞的DNA。

“在确保新基因编辑工具的超高精度和安全性方面,我们还有很长的路要走,因此本地编辑可以提供更安全,更有限的第一步,” Knipe说。

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