Blood：利用CRISPR引入有益的血红蛋白突变，有望治疗危及生命的血液疾病

来源：生物谷

在一项新的研究中，来自澳大利亚新南威尔士大学、日本理化学研究所生物资源中心和日本红十字会的研究人员利用基因编辑技术CRISPR将一种有益的自然突变引入到血细胞中，能够开启胎儿血红蛋白（foetal haemoglobin）产生，这一进展可能最终导致人们开发出治愈镰状细胞性贫血和其他的血液疾病的方法。相关研究结果近期在线发表在Blood 期刊上，论文标题为“KLF1 drives the expression of fetal hemoglobin in British HPFH”。 

作为一种至关重要的分子，成人血红蛋白在肺部获得氧气，将它运送到全身各处。地中海贫血或镰状细胞性贫血患者具有缺陷性的成人血红蛋白（adult haemoglobin），因而他们需要终生接受血液灌注和药物治疗。

然而，患有这些疾病的病人如果也携带一种有益的被称作British-198的自然突变，那么他们具有减少的症状，这是因为这种突变开启正常情形下在出生后就会被关闭的胎儿血红蛋白产生。

他们的血液中存在的这种额外的胎儿血红蛋白对氧气具有非常强的亲和力，能够替换这种缺陷性的成人血红蛋白发挥功能。

论文通信作者、新南威尔士大学分子生物学教授Merlin Crossley说，“利用CRISPR基因编辑技术，我们如今能够准确地切割和改变我们的巨大的基因组内的单个基因。我们的实验室证实利用这种技术将这种有益突变British-198引入到血细胞中可显著地提高它们的胎儿血红蛋白产生。”

他说，“鉴于这种突变已存在于自然中，而且是有益的，这种‘有机基因疗法（organic gene therapy）’应当有效地和安全地治疗和可能治愈严重的血液疾病。然而，在它能够在人体中接受测试之前，还需开展更多的研究。”

这种有益的British-198突变首次是在1974年的一个大的英国人家里鉴定出的，仅涉及人遗传密码中的单个碱基变化。

这种突变的携带者具有的胎儿血红蛋白占总血红蛋白的水平高达20%，然而大多数人的胎儿血红蛋白在出生后占总血红蛋白的水平下降到1%左右。

这些研究人员也发现了这种British-198突变的工作机制。他们发现它为KLF1蛋白产生一种新的结合位点，从而激活血液基因。

Crossley说，“为了将这种新的基因编辑方法转化为一种血液疾病疗法，这种British-198突变将不得不被引入到来自这些患者的造血干细胞中。将需要对大量的造血干细胞进行基因编辑以便让这些经过基因改造的干细胞重新定植在这些患者的血液中。”

参考资料：
Beeke Wienert, Gabriella E. Martyn, Ryo Kurita et al. KLF1 drives the expression of fetal hemoglobin in British HPFH. Blood, Accessed July 18, 2017, doi:10.1182/blood-2017-02-767400

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