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攻克乙肝指日可待 基因編輯靶向“剪切”乙肝病毒

2015-07-21 來(lái)源:健客網(wǎng)社區  標簽: 掌上醫生 喝茶減肥 一天瘦一斤 安全減肥 cps聯(lián)盟 美容護膚
摘要:根據6月2日發(fā)表在ScientificReports上的研究結果,該研究小組靶向切割了乙肝病毒(HBV)共價(jià)閉合環(huán)狀DNA(cccDNA)的一些特異位點(diǎn)。

  7月28日,是一年一度的“世界肝炎日”,拯救肝成了很多人共同的心聲。

  肝炎是肝臟的炎癥,最常見(jiàn)的原因是病毒感染。病毒性肝炎分為甲、乙、丙、丁和戊型,雖然病毒種類(lèi)不同,但都足以對人構成嚴重危害,其中乙型和丙型肝炎可以導致肝硬化和肝癌的發(fā)生,給全球帶來(lái)嚴重的疾病負擔。

  乙型肝炎病毒簡(jiǎn)稱(chēng)乙肝病毒,是一種DNA病毒,屬于嗜肝DNA病毒科(hepadnavividae)。據世界衛生組織(WHO)報道,全球有20多億人曾受到過(guò)乙型肝炎病毒(HBV)感染,大約3.5億至4億人罹患慢性乙肝病毒(HBV)感染,在亞洲和非洲發(fā)病率尤其高。我國的乙肝病毒感染率約60%-70%;乙肝表面抗原攜帶率約占總人口的7.18%,以此計算,全國約有9300萬(wàn)人攜帶乙肝病毒,其中慢性乙型肝炎患者約2000萬(wàn)例。

  基因編輯技術(shù)助力剪切乙型肝炎病毒

  根據6月2日發(fā)表在ScientificReports上的研究結果,該研究小組靶向切割了乙肝病毒(HBV)共價(jià)閉合環(huán)狀DNA(cccDNA)的一些特異位點(diǎn)。在一項新研究中,麻省理工學(xué)院的研究人員利用CRISPR/Cas9系統,對受到感染的哺乳動(dòng)物肝細胞進(jìn)行基因組編輯,從中刪除了乙肝病毒(HBV)DNA。

  HBV共價(jià)閉合環(huán)狀DNA是乙肝復發(fā)的“元兇”

  乙肝患者面臨著(zhù)形成肝硬化或甚至肝癌的高風(fēng)險。盡管現有的抗病毒藥物可以控制乙型肝炎病毒,但卻不能完全清除它。因此,一旦停止治療患者肝臟中的HBV會(huì )重新活化。這是因為cccDNA“匿藏”在細胞核中。

  HBV的基因組(rcDNA)進(jìn)入到細胞核后,rcDNA在病毒蛋白和宿主細胞因子的幫助下修復成cccDNA。前基因組RNA(pgRNA)出核后,在胞質(zhì)中形成εpgRNA,并與病毒的聚合酶P蛋白共價(jià)結合,誘發(fā)核衣殼化。

  與多數其他的病毒DNA的機制不同,HBVcccDNA通過(guò)pgRNA的反轉錄進(jìn)行復制,而cccDNA主要以微小染色體的形式存在于肝細胞內,且其半衰期很長(cháng)(33~100天),細胞核內的最長(cháng)壽命可達14年。只要還存在于肝細胞中,cccDNA乙肝病毒的復制就不會(huì )停止,并與病毒蛋白裝配成新的完整HBV,以芽生的方式再感染健康的肝細胞,而這是導致乙肝復發(fā)的根本原因。

  因此,盡管每個(gè)肝細胞內只有約5~50個(gè)cccDNA拷貝,但是只要這些cccDNA池穩定,就可以使得病毒的持續感染延續,因而清除肝細胞內的cccDNA是乙肝徹底治愈所必需的。

  CRISPR/Cas技術(shù)——基因編輯的“神器”

  CRISPR/Cas技術(shù)是源于細菌及古細菌中的一種后天免疫系統,它可利用靶位點(diǎn)特異性的RNA指導Cas蛋白對靶位點(diǎn)序列進(jìn)行修飾。

  其中的一個(gè)關(guān)鍵因子就是Cas酶,能用于切斷靶標DNA,比如目的基因中的DNA片段,另外一個(gè)就是稱(chēng)為導向RNA(gRNA)的RNA分子,這種分子能通過(guò)互補結合靶標。

  隨著(zhù)以CRISPR/Cas9為基礎的基因編輯技術(shù)靶標特異性不斷得到提高,其在血液病、腫瘤、傳染病和其他遺傳疾病等一系列與人類(lèi)健康和疾病相關(guān)的基因治療的應用領(lǐng)域展現出極大的應用前景。

  CRISPR/Cas9——靶向切斷慢性HBV感染

  論文的主要作者之一VyasRamanan說(shuō):“我們?yōu)槲磥?lái)利用CRISPR/Cas9來(lái)靶向切斷慢性HBV感染提供了強有力的理論依據。”Ramanan和同事們設計了24條單鏈向導RNAs(sgRNAs)來(lái)靶向從在線(xiàn)病毒序列信息資源庫中鑒別出的一些HBV基因組位點(diǎn)。

  經(jīng)過(guò)初篩測試后,研究小組將三個(gè)最有效的sgRNAs和Cas9蛋白插入到慢病毒載體中,然后將它們轉導到了整合HBV的人類(lèi)肝細胞內。Ramanan說(shuō):“對包含整合基因組病毒DNA的穩定轉染細胞系展開(kāi)實(shí)驗,我們看到HBV總DNA和cccDNA逐漸減少,在36天時(shí)cccDNA下降了92%。”研究小組還觀(guān)察到病毒基因表達和復制均顯著(zhù)減少。“進(jìn)一步地在從頭感染模型中我們開(kāi)展研究,在第9天我們看到這些病毒參數同樣大幅度降低。”

  現在,Ramanan計劃在人類(lèi)肝嵌合小鼠模型中測試這一方法,以評估和優(yōu)化傳遞方法和給藥方法,及更好地了解需要除去多少的cccDNA才能到達人類(lèi)功能性的治愈。他表示,盡管還有很多的工作要做,但其認為這是一個(gè)有趣的開(kāi)始。

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