基于對人細胞中基因排布和修復方式的理解，加拿大戴爾豪斯大學(xué)醫學(xué)院病理學(xué)系副教授GrahamDellaire博士開(kāi)發(fā)出一種很可能能夠讓基因療法更加有效和安全的技術(shù)。他的研究成果近期發(fā)表在Nature期刊和NucleicAcidsResearch期刊上。

　　作為2015年的突破性發(fā)現，CRISPR能夠準確地靶向作用于靶DNA，并對它進(jìn)行編輯，從而有潛力治療遺傳病和發(fā)現新的抗癌療法。

　　為了將CRISPR技術(shù)應用于非分裂細胞（non-dividingcell），科學(xué)家們首先必須讓它們表現得像能夠分裂的細胞。為此，他們激活一種保護DNA的被稱(chēng)作同源重組的細胞過(guò)程；這種重組允許人們操縱和重排細胞中的基因，同時(shí)造成的弊端還應不可能超過(guò)帶來(lái)的益處。

　　Dellaire博士說(shuō)，“人們不能夠準確地修復非分裂細胞中的基因，這是因為諸如同源重組之類(lèi)的基礎途徑[在這些細胞中]未能開(kāi)啟，這就不可能開(kāi)展基因療法。”

　　“我的同事DanielDurocher博士和他在西奈山醫院Lunenfeld-Tanenbaum研究所的研究小組已發(fā)現一種再次激活同源重組的方法，這是在非分裂細胞中進(jìn)行基因編輯所需要的，但是他們需要一種方法來(lái)證明這一點(diǎn)。我們能夠提供這方面的幫助。”

　　瞄準基因靶標

　　在戴爾豪斯大學(xué)醫學(xué)院實(shí)驗室中，Dhiellaire博士利用一種熒光標記技術(shù)鑒定基因靶向（gene

　　targeting）是否在細胞（包括那些不能分裂的細胞）中取得成功。

　　“人們曾經(jīng)認為在非分裂細胞中進(jìn)行精準基因編輯是不可能的。這就是為什么Durocher博士的突破性發(fā)現和我們在Nature期刊上發(fā)表的論文產(chǎn)生如此深刻的影響。我們不僅首次證實(shí)在非分裂細胞中進(jìn)行基因編輯確實(shí)是可能的，而且我們開(kāi)發(fā)出一種篩選系統從而能夠讓我們持續改進(jìn)基因療法。”

　　Dellaire博士解釋道，“我們的技術(shù)可用來(lái)測量基因編輯效率。我們知道當我們操縱的細胞發(fā)出綠色熒光，而且一種漂亮的光環(huán)出現于它的細胞核周?chē)鷷r(shí)，我們就成功地進(jìn)行精準基因編輯。這種綠色熒光還能夠讓我們對樣品中數以萬(wàn)計個(gè)細胞進(jìn)行計數，我們的統計結果表明這種技術(shù)非常不錯。”

　　在此之前，CRISPR已被用于治療影響體內如造血干細胞之類(lèi)的分裂細胞（dividingcell，即能夠分裂的細胞，如干細胞）群體的疾病。

　　這種新的發(fā)現將使得基因療法能夠用于治療骨骼肌系統和神經(jīng)系統---它們都是由非分裂細胞組成的系統---疾病。它也可能用于抵抗某些類(lèi)型的感染。

　　Dellaire博士說(shuō)，“如果有人遭受諸如皰疹病毒之類(lèi)的病毒的長(cháng)期潛伏性感染，那么我們可能能夠利用CRISPR基因療法清除這種病毒。”

　　尋找分子

　　Dellaire博士說(shuō)，“為了讓非分裂細胞變得像分裂細胞，Durocher博士采取的方法就是敲除重要的DNA修復基因。鑒于這只能在實(shí)驗室中而不能在人體內開(kāi)展，我們如今一直在試圖鑒定出替代這些人工基因操縱的分子。我們希望我們能夠找到這樣的分子，從而使得基因療法有朝一日成功地用于治療諸如肌肉萎縮癥之類(lèi)的疾病。”

　　尋找這些分子是全世界生物技術(shù)公司的一個(gè)活躍的研究領(lǐng)域。

　　Dellaire博士說(shuō),“我們的熒光標記體系是如此獨特和高效以至于我們有機會(huì )發(fā)現這些公司可能不會(huì )發(fā)現的分子。這有點(diǎn)像淘金熱，在合適的位點(diǎn)進(jìn)行挖掘是非常重要的。”

　　通過(guò)與位于加拿大溫哥華的藥物研究與開(kāi)發(fā)中心合作，Dellaire博士正在努力鑒定出能夠被商業(yè)化和開(kāi)發(fā)為藥物的分子。

　　讓基因療法更加安全

　　20多年前，患有被稱(chēng)作重癥綜合性免疫缺陷（severecombinedimmunodeficiency）的遺傳疾病的兒童是首批接受基因療法的人群。然而，這種基因療法導致白血病產(chǎn)生。

　　Dellaire博士回憶道，“這些兒童接受一種基于病毒的基因療法的治療：一種病毒被用來(lái)插入新的健康基因到DNA中以便替換他們體內缺陷的基因。這吸引了全世界；它是頭版新聞。但是將病毒隨機地插入基因組中，改變這些兒童的DNA，會(huì )導致突變產(chǎn)生。”

　　盡管在效率上，基于CRISPR的基因療法仍然不足夠好于基于病毒的基因療法，但是也快了。

　　在發(fā)表在NucleicAcidsResearch期刊上的研究中，利用Dellaire博士開(kāi)發(fā)的熒光篩選體系，他已發(fā)現小分子RS-1能夠提高基于CRISPR的基因組編輯效率3～6倍。然而，這種分子可能毒性太強而不適合用于病人體內，因此仍然需要發(fā)現新的分子。

　　Dellaire博士說(shuō)，“因為利用病毒將基因插入我們的DNA中存在危險，所以我們希望我的篩選體系將有助鑒定出提高CRISPR基因編輯效率的分子。最終的目標就是替換基于病毒的基因療法，從而讓基因療法對病人更加高效、更加可靠和更加安全。”