CRISPR艾滋病抗擊被忽視的熱帶病
總的來(lái)說(shuō),寄生蟲病在世界范圍內(nèi)影響著為數(shù)眾多的人,但由于在較發(fā)達(dá)地區(qū)極為罕見,因此常常被忽視。此外,許多被忽視的疾病有不尋常的病理,使它們難以治療。然而現(xiàn)在,由喬治華盛頓大學(xué)(George Washington University, GW)科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)國(guó)際研究小組已經(jīng)成功地使用了基因編輯工具CRISPR/Cas9來(lái)限制導(dǎo)致血吸蟲病和肝吸蟲感染的寄生蟲的影響。
這些發(fā)現(xiàn)最近通過(guò)eLife上的兩項(xiàng)新研究發(fā)表。第一篇文章題為《血吸蟲、曼氏血吸蟲-1核糖核酸酶的程序化基因組編輯》和另一篇文章《肝吸蟲顆粒的程序化敲除突變可降低感染引起的肝膽疾病毒性》。
喬治華盛頓大學(xué)醫(yī)學(xué)與健康科學(xué)學(xué)院微生物學(xué)、免疫學(xué)和熱帶醫(yī)學(xué)教授Paul Brindley博士解釋說(shuō):“我們使用CRISPR/Cas9‘敲除’的基因?qū)е挛覀兊膭?dòng)物模型感染癥狀明顯減輕。”“我們的研究還表明,這種革命性的生物醫(yī)學(xué)新方法——crispr / cas9——可以用于研究寄生蟲,這是熱帶氣候下的一個(gè)重大公共衛(wèi)生問(wèn)題。”
CRISPR在研究各種疾病方面的影響是不可低估的。這項(xiàng)技術(shù)使研究人員能夠精確地定位和消除產(chǎn)生特定蛋白質(zhì)所需的基因信息。雖然這種工具以前也在其他物種中使用過(guò),但目前還不清楚它是否可以分別用于導(dǎo)致血吸蟲病和肝臟吸蟲感染的曼氏血吸蟲和viverrini血吸蟲。
血吸蟲病可導(dǎo)致嚴(yán)重的健康問(wèn)題,包括對(duì)肝臟和腎臟的損害、不孕不育和膀胱癌。淡水蠕蟲S. mansoni一旦進(jìn)入血液,就通過(guò)在皮膚上鉆洞進(jìn)入人體,然后轉(zhuǎn)移到各個(gè)器官,在那里迅速開始繁殖。寄生蟲的卵會(huì)釋放出幾種分子,包括一種叫做-1核糖核酸酶的蛋白質(zhì),這種蛋白質(zhì)會(huì)破壞周圍的組織。研究小組使用CRISPR/Cas9敲除了這種蛋白質(zhì),發(fā)現(xiàn)它大大降低了疾病的影響。
“血吸蟲卵暴露在Cas9包裹著引導(dǎo)RNA互補(bǔ)ω1通過(guò)電穿孔或轉(zhuǎn)導(dǎo)與慢病毒粒子,”作者寫道。一些卵子也用單鏈供體模板進(jìn)行了轉(zhuǎn)染。序列的擴(kuò)增子gene-edited寄生蟲展出Cas9-catalyzed突變包括homology-directed修復(fù)等位基因,和其他分析顯示消耗的ω1成績(jī)單和核糖核酸酶。Gene-edited雞蛋未能在巨噬細(xì)胞極化Th2細(xì)胞因子反應(yīng)/ t細(xì)胞共培養(yǎng),而肺肉芽腫周圍ω1-mutated雞蛋的體積后尾靜脈注入小鼠大大降低。”
肝吸蟲感染可引起一種稱為膽管癌的肝癌,由弧菌引起。這種寄生蟲通過(guò)使用未煮熟或未煮熟的魚的東南亞傳統(tǒng)菜肴傳播。一旦進(jìn)入人體,寄生蟲就會(huì)進(jìn)入人體肝臟,并分泌一種被稱為顆粒蛋白的蛋白質(zhì),這種蛋白質(zhì)可能會(huì)促使肝細(xì)胞增殖,從而增加患癌癥的風(fēng)險(xiǎn)。研究人員使用CRISPR/Cas9使編碼顆粒蛋白的基因失活,并制造出只能產(chǎn)生很少這種蛋白的寄生蟲,從而顯著減輕了肝臟fluke感染的癥狀。
布林德利總結(jié)說(shuō):“這些被忽視的熱帶病影響著主要生活在東南亞、撒哈拉以南非洲和拉丁美洲的2.5億多人。”CRISPR/Cas9是一種可以用來(lái)限制這些感染影響的工具。隨著我們努力通過(guò)這項(xiàng)新技術(shù)更好地了解這些寄生蟲如何入侵和損害我們的身體,我們將為治療和疾病控制找到新思路。
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