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利用CRISPR/Cas9系统治疗HBV感染取得突破性进展
发布时间:2016-07-28   点击次数:670次

利用CRISPR/Cas9系统治疗HBV感染取得突破性进展

乙型肝炎病毒(HBV),简称乙肝病毒,是一种DNA病毒,属于嗜肝DNA病毒科(Hepadnavividae),可导致肝硬化和肝癌的发生,给全球带来严重的疾病负担。据世界卫生组织(WHO)报道,全球有20多亿人曾受到过乙型肝炎病毒(HBV)感染,大约3.5亿至4亿人罹患慢性乙肝病毒(HBV)感染,在亚洲和非洲发病率尤其高。我国的乙肝病毒感染率约60%-70%;乙肝表面抗原携带率约占总人口的7.18%,以此计算,全国约有9300万人携带乙肝病毒,其中慢性乙型肝炎患者约2000万例。

尽管现有的抗病物可以控制乙型肝炎病毒,但却不能完全清除它。因此,一旦停止治疗患者肝脏中的HBV会重新活化。这是因为cccDNA “匿藏”在细胞核中。

细胞外的乙型肝炎病毒DNA是一种松弛环状的双链DNA(relaxed circularDNA,rcDNA)分子。HBV的基因组(rcDNA)进入到细胞核后,rcDNA在病毒蛋白和宿主细胞因子的帮助下修复成共价闭合环状DNA(cccDNA)。cccDNA是乙肝病毒前基因组RNA复制的原始模板。

只要还存在于肝细胞中,乙肝病毒cccDNA的复制就不会停止,并与病毒蛋白装配成新的完整HBV病毒颗粒,以芽生的方式再感染健康的肝细胞,而这是导致乙肝复发的根本原因。因此,尽管每个肝细胞内只有约5~50个cccDNA拷贝,但是只要这些cccDNA池稳定,就可以使得病毒的持续感染延续,因而清除肝细胞内的cccDNA是乙肝彻底治愈所必需的。

CRISPR/Cas9系统靶向结合特异性的DNA序列,诱导靶DNA双链发生切割。在哺乳动物细胞中,这样的切割能够被一种被称作非同源末端连接(non-homologous end-joining, NHEJ)的紧急修复系统快速地修复。NHEJ是的,但是并不很准确,因而经常导致一些DNA碱基在修复位点上插入或剔除。鉴于每次读取DNA时是按密码子(每个密码子由连续的三个碱基组成)读取的,在关键位点上发生的这些小的DNA序列变化经常破坏相应的基因和它的蛋白产物的功能。基于此,世界各地的研究人员尝试利用CRISPR/Cas9系统治疗HBV感染,并且取得重大进展。

为了让读者更好地了解CRISPR/Cas9在治疗HBV感染上取得的进展,小编在http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed上以CRISPR和(HBV or (Hepatitis B Virus))为关键词,除去不相关的检索结果和综述论文类型的检索结果,获得11项相关的检索结果。接下来,小编对这11项检索结果,进行如下解读。

1. Sci Rep:利用CRISPR/Cas9系统地抑制HBV

Scientific Reports, 02 June 2015, doi:10.1038/srep10833

在一项新研究中,麻省理工学院的研究人员利用CRISPR/Cas9 系统,对受到HBV感染的哺乳动物肝细胞进行基因组编辑,从中删除了乙肝病毒(HBV)DNA。他们靶向切割了HBV病毒共价闭合环状DNA(cccDNA)中的一些特异性位点。

在这项研究中,Vyas Ramanan和同事们设计了24条单向导RNA(sgRNA)来靶向从在线病毒序列信息资源库中鉴别出的一些HBV基因组位点。经过初筛测试后,研究小组将三种zui有效的sgRNA和Cas9蛋白插入到慢病毒载体中,然后将它们转导进将HBV DNA整合到宿主基因组的人类肝细胞内。

通过利用包含整合性HBV基因组DNA的稳定转染细胞系展开实验,研究人员观察到HBV总DNA和cccDNA逐渐减少,在36天时cccDNA下降了92%。他们还观察到HBV病毒基因表达和复制水平显著减少。

如今,Ramanan计划在人类肝脏嵌合小鼠模型中测试这一方法,以评估和优化传递方法和给药方法,及更好地了解需要除去多少的cccDNA才能到达人类功能性的治愈。

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