生物通報道  科學家們首次將基因組編輯技術CRISPR運用于人類細胞，離現在還不到1年的時間。很快地這一技術便已星火燎原。現在來自中科院上海生命科學研究院和荷蘭Hubrecht研究所的兩個獨立研究小組證實，可以利用CRISPR在小鼠和人類干細胞中改寫遺傳缺陷，有效地治療疾病。兩篇研究論文發表在12月5日的《細胞干細胞》（Cell Stem Cell）雜志上。

杜克大學基因組學研究人員Charles Gersbach（未參與兩項研究）說：“這兩項研究的重要意義在于：將CRISPR帶到了它的下一個應用階段，在這兩個研究中它糾正了致病突變�！�

CRISPR代表的意思是成簇的規律間隔短回文重復序列（clustered regularly interspaced short palindromic repeats）。這些RNA序列是古細菌和細菌在長期演化過程中形成的抵御病毒等外來DNA的一種獲得性免疫防御機制，然而在過去1年的時間里，科學家們利用了它們來重寫基因。這一RNA序列可充當引導將一段DNA序列靶向插入到受精卵或干細胞中。這一引導序列將Cas9酶引導到目的DNA處。Cas9可以切割雙鏈，使其斷裂，或甚至關閉基因表達。在Cas9損傷DNA后，修復系統會修復序列，新序列就可以插入其中。

在第一篇研究論文中，來自上海生命科學院的李勁松（Jinsong Li）研究員領導研究小組，利用CRISPR/Cas9取代了引起小鼠白內障的一個單堿基對突變。研究人員設計了一種引導RNA將Cas9引導到突變等位基因處，誘導了DNA切割。隨后他們利用其它野生型等位基因或寡核苷酸向受精卵提供修復機制，糾正了破壞的等位基因序列。

李勁松說，33%的注入CRISPR/Cas9的突變體受精卵長成了無白內障小鼠。但他認為這一技術的效率還是很低，用于臨床這一效率應該達到100%。

加州大學伯克利分校的CRISPR技術領導者Jennifer Doudna說：“這是第一次在完整動物中利用CRISPR來治療疾病，這一突破是鼓舞人心的。兩項研究都證實了利用這一技術來糾正致病突變的潛力，令人極其興奮之處正在于此。”

在另一項研究中，來自荷蘭Hubrecht研究所的干細胞研究人員Hans Clevers領導研究組，利用CRISPR/Cas9在人類干細胞中糾正了與囊性纖維化有關的缺陷。該研究小組的目標是編碼CFTR（囊性纖維化跨膜轉導受體）的基因。CFTR缺失可導致囊性纖維化患者的蛋白質錯誤折疊。

利用來自兩名囊性纖維化患兒細胞樣品的培育腸干細胞，Clevers研究小組通過CRISPR以及一個包含插入修補序列的供體質粒，糾正了這一缺陷。隨后研究人員將這些細胞培育成了微型腸證實其功能正常。Clevers說，在這種情況下大約一半的克隆類器官獲得了適當的遺傳糾正。

在兩項研究中，研究人員均沒有對現有CRISPR實驗方案進行重大的修改。Clevers說，相比于其他基因標記技術，CRISPR是直接性的�！拔覀儑L試了TALENs和鋅指（Zinc finger）方法，CRISPR極其快速和簡單�！崩顒潘赏�意這一說法，他說：“我認為相比于其他可用的基因編輯技術，CRISPR/Cas9有可能是最簡單的遺傳病治療策略�！�

CRISPR的一個局限是，這種方法可以導致脫靶效應，改變靶DNA之外其他的位點。Gersbach說：“在兩項研究中脫靶效應相對少見。盡管降低脫靶效應是當務之急，但認為你能夠擺脫所有的脫靶效應是不現實的�！�

盡管這一方法還遠未準備就緒，兩項研究的結果均顯示出了未來臨床應用的潛力�！拔艺J為每次獲得一點像這樣的進展，人們就能夠更加確信這一技術有可能用于治療人類，”Doudna說。

（生物通：何嬙）

生物通推薦原文索引：

Y. Wu, “Correction of a genetic disease in mouse via use of CRISPR-Cas9,” Cell Stem Cell, 13:659–62, 2013.

G. Schwank, “Functional repair of CFTR by CRISPR/Cas9 in intestinal stem cell organoids of cystic fibrosis patients,” Cell Stem Cell, 13:653–58, 2013.

作者簡介：

李勁松

研究員，課題組長，博士生導師

1993年7月畢業于江西農業大學畜牧獸醫系，獲理學學士學位；1996年7月畢業于揚州大學畜牧獸醫學院，獲理學碩士學位；2002年7月畢業于中國科學院動物研究所，獲理學博士學位；2002年8月至2007年7月在美國洛克菲勒大學從事博士后研究；2007年8月起任中科院上海生科院生物化學與細胞生物學研究所研究員，研究組長。2008年獲“****”項目支持，2012年獲“杰出青年基金”支持。

研究方向：體細胞重編程與誘導多能干細胞

研究工作：      
(1)完善核移植及iPSC技術誘導體細胞重編程的方法，提高體細胞重編程的效率；
(2)探討核移植與iPSC技術誘導體細胞重編程的機制；
(3)建立新的誘導體細胞重編程的方法；
(4)開展體細胞重編程的應用研究。