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得克萨斯大学达拉斯分校(University ofTexas at Dallas，UT Dallas)的研究人员正在探索一种方法，使用基因编辑工具CRISPR删除导致家族性肌萎缩侧索硬化症(ALS)的基因突变。
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埃里克·琼森工程与计算机科学学院机械工程研究科学家Zhenghong Gao博士近日获得美国陆军医学研究采购活动(U.S. Army Medical Research Acquisition Activity)两年648389美元的拨款，以支持这项临床前研究。
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ALS是一种罕见的致命神经退行性疾病。一些研究表明，曾在军队服役的人罹患ALS的风险更大。目前还没有能够有效减缓该病进展的治疗方法。
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UT Dallas的这项研究专注于ALS与遗传突变的相关性。遗传性ALS约占全部病例的5-10%。
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作为首席研究员，Gao博士说：“我们的目标是在小动物模型中测试使用CRISPR删除突变作为遗传性ALS一次性治疗的想法。在这个项目中，我们专注于删除最常见的突变之一。如果获得成功，我们也许能够应用这种新方法删除或编辑其他突变。”
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纳米技术带来新方法
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ALS基因疗法所面临的核心挑战是如何将基因组编辑剂递送通过血脑屏障/血脊髓屏障。血脑屏障是血管中密集排列的一层细胞，会阻止疗法进入大脑和脊髓。
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目前提出的方法包括将基因编辑组件包装在一种被称为AAV(腺相关病毒)的病毒中。然而，这种常用的基因载体跨越脑和脊髓屏障的能力非常有限。
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为了解决基于AAV的CRISPR基因疗法在跨越屏障方面的核心问题，研究人员转向了纳米技术。机械工程助理教授Zhenpeng Qin博士是利用纳米技术改善脑病治疗的专家，也是该项目的共同研究者。
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Qin博士说：“我们在纳米材料方面的专业知识提供了一种靶向和远程调节血脑屏障的新方法。”
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研究团队将使用一种光敏感的金纳米粒子来靶向这些屏障。在将纳米粒子附着在屏障上后，研究人员将使用来自外部光源的短激光脉冲，使金纳米粒子产生温和的机械能，微调后暂时打开屏障，允许AAV通过。
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一旦被包含靶点突变的细胞吸收，AAV就会释放CRISPR基因编辑组件，删除这些细胞DNA中的突变。
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Gao博士说：“理想情况下，删除了突变基因，细胞就不会再制造毒性蛋白质，疾病也就不会进展。我们希望通过新的屏障开启技术来增强基于CRISPR的疗法，以此显著减缓甚至停止疾病进展。”
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该团队共同首席研究员、基因组编辑先驱、生物工程副教授Leonidas Bleris博士说：“CRISPR是一种非常强大的工具。我们乐观地认为，不久的将来就能够对大脑进行单细胞精确的手术改造。可能性是无止境的。”
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该多学科团队还包括两名来自美国西北大学芬伯格医学院的ALS病理和生物学专家，Han-Xiang Deng博士和Evangelos Kiskinis博士。
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Gao博士表示，这项研究还处于起步阶段，可能需要数年时间才能应用于人类。一旦开发完成，这项技术还可以用于治疗与其他遗传基因突变相关的ALS。
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发表于 2021-7-21 00:13:10
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