摘要：倫敦大學學院的科學家們在人類細胞和小鼠身上進行的一項新研究發現，免疫系統關鍵部分細胞中的一個缺陷可以用一種開創性的基因編輯技術修復。
倫敦大學學院的科學家們在人類細胞和小鼠身上進行的一項新研究發現，免疫系統關鍵部分細胞中的一個缺陷可以用一種開創性的基因編輯技術修復。
研究人員說，這項發表在《科學轉化醫學》上的研究，可能會為一種罕見疾病的白細胞帶來新的治療方法，這種疾病通常幫助控制免疫系統的白細胞被稱為調節性T細胞，而保護身體免受重復感染和癌癥的白細胞被稱為效應T細胞。
圖1 新研究發現用基因編輯技術修復免疫細胞的缺陷
CTLA-4功能不全的患者攜帶一種基因突變，導致這些T細胞功能異常。這導致他們遭受嚴重的自身免疫，他們的免疫系統攻擊自己的組織和器官，包括他們的血細胞。
這種情況還會阻礙他們的免疫系統的“記憶”，這意味著患者可能難以抵御相同病毒和細菌的復發感染。在某些情況下，它還會導致淋巴瘤，這是一種血癌。
在人類細胞中，使用“剪切”和“粘貼”基因編輯技術，使用CRISPR/Cas系統，研究人員能夠定位從CTLA-4不足患者身上提取的T細胞中的錯誤基因，并修復錯誤。這使細胞中的CTLA-4水平恢復到健康T細胞中的水平。他們還能夠通過給CTLA-4不足的小鼠注射基因編輯(校正)T細胞來改善疾病的癥狀。
圖2 編輯CTLA-4基因和校正位點突變
聯合資深作者、倫敦大學學院大奧蒙德街兒童健康研究所基因治療和兒童免疫學馬赫布比安教授克萊爾·布斯說:“想到將這種療法應用到患者身上，真的很令人興奮。如果我們能改善他們的癥狀，降低他們患淋巴增生性疾病的風險，這將是向前邁出的一大步。這篇特別的論文很重要，因為我們正在使用最新的基因編輯技術來精確糾正這些T細胞，這是解決先天免疫錯誤的一種新方法。”
CTLA-4是T細胞產生的一種蛋白質，有助于控制免疫系統的活性。大多數人都攜帶兩個負責產生CTLA-4的有效基因拷貝，但那些只有一個功能拷貝的人產生的這種蛋白質太少，不足以充分調節免疫系統。
目前，CTLA-4不足的標準治療方法是骨髓移植，以取代負責產生T細胞的干細胞。但移植是有風險的，需要大劑量的化療和住院數周。CTLA-4功能不全的老年患者通常不能耐受移植手術。
布斯教授說:“我們的方法有很多積極的方面。通過糾正病人的T細胞，我們認為它可以改善疾病的許多癥狀，同時比骨髓移植的毒性小得多。收集T細胞更容易，糾正T細胞也更容易。通過這種方法，患者在醫院的時間將會大大減少。”
這種基因編輯方法是由倫敦大學學院的研究人員開發的，它使用了獲得過諾貝爾獎的基因編輯技術CRISPR/Cas9來定位并剪斷有缺陷的CTLA-4基因。然后用改良過的病毒將修正過的DNA序列傳送到細胞中。然后用一種被稱為同源定向修復的細胞DNA修復機制將其粘貼到基因的錯誤部分。
圖3 FACs圖示三種不同gRNA靶向基因內區經核轉染后代表性的正常CTLA-4表面表達
這使得研究人員能夠保存CTLA-4基因中的重要序列——即內含子——使其僅在需要時被細胞打開或關閉。
聯合資深作者、臨床細胞和基因療法教授、倫敦大學學院感染和免疫學部主任艾瑪·莫里斯教授說:“在控制免疫反應中起關鍵作用的基因并不是一直處于激活狀態，而是受到非常嚴格的調控。”我們使用的技術允許我們保持控制基因表達的自然(內源性)機制的完整性，同時糾正基因本身的錯誤。”
該研究由倫敦大學學院維康信托基金臨床博士托馬斯·福克斯博士領導，建立在馬薩諸塞州波士頓Dana-Farber/波士頓兒童癌癥和血液疾病中心的Pietro Genovese博士的工作基礎上，他是該研究的作者之一。
盡管CTLA-4不足的情況很罕見，但研究團隊表示，他們為治療這種疾病開發的基因編輯療法可能是他們的方法的原理證明，這種方法可以用于治療其他疾病。
莫里斯教授補充說:“這是一種糾正基因突變的方法，可能適用于其他疾病。更重要的是，它讓我們能夠糾正調控異常或過度活躍的基因，也讓我們更多地了解基因表達和基因調控。”
參考資料：
[1] Therapeutic gene editing of T cells to correct CTLA-4 insufficiency
摘要：倫敦大學學院的科學家們在人類細胞和小鼠身上進行的一項新研究發現，免疫系統關鍵部分細胞中的一個缺陷可以用一種開創性的基因編輯技術修復。
倫敦大學學院的科學家們在人類細胞和小鼠身上進行的一項新研究發現，免疫系統關鍵部分細胞中的一個缺陷可以用一種開創性的基因編輯技術修復。
研究人員說，這項發表在《科學轉化醫學》上的研究，可能會為一種罕見疾病的白細胞帶來新的治療方法，這種疾病通常幫助控制免疫系統的白細胞被稱為調節性T細胞，而保護身體免受重復感染和癌癥的白細胞被稱為效應T細胞。
圖1 新研究發現用基因編輯技術修復免疫細胞的缺陷
CTLA-4功能不全的患者攜帶一種基因突變，導致這些T細胞功能異常。這導致他們遭受嚴重的自身免疫，他們的免疫系統攻擊自己的組織和器官，包括他們的血細胞。
這種情況還會阻礙他們的免疫系統的“記憶”，這意味著患者可能難以抵御相同病毒和細菌的復發感染。在某些情況下，它還會導致淋巴瘤，這是一種血癌。
在人類細胞中，使用“剪切”和“粘貼”基因編輯技術，使用CRISPR/Cas系統，研究人員能夠定位從CTLA-4不足患者身上提取的T細胞中的錯誤基因，并修復錯誤。這使細胞中的CTLA-4水平恢復到健康T細胞中的水平。他們還能夠通過給CTLA-4不足的小鼠注射基因編輯(校正)T細胞來改善疾病的癥狀。
圖2 編輯CTLA-4基因和校正位點突變
聯合資深作者、倫敦大學學院大奧蒙德街兒童健康研究所基因治療和兒童免疫學馬赫布比安教授克萊爾·布斯說:“想到將這種療法應用到患者身上，真的很令人興奮。如果我們能改善他們的癥狀，降低他們患淋巴增生性疾病的風險，這將是向前邁出的一大步。這篇特別的論文很重要，因為我們正在使用最新的基因編輯技術來精確糾正這些T細胞，這是解決先天免疫錯誤的一種新方法。”
CTLA-4是T細胞產生的一種蛋白質，有助于控制免疫系統的活性。大多數人都攜帶兩個負責產生CTLA-4的有效基因拷貝，但那些只有一個功能拷貝的人產生的這種蛋白質太少，不足以充分調節免疫系統。
目前，CTLA-4不足的標準治療方法是骨髓移植，以取代負責產生T細胞的干細胞。但移植是有風險的，需要大劑量的化療和住院數周。CTLA-4功能不全的老年患者通常不能耐受移植手術。
布斯教授說:“我們的方法有很多積極的方面。通過糾正病人的T細胞，我們認為它可以改善疾病的許多癥狀，同時比骨髓移植的毒性小得多。收集T細胞更容易，糾正T細胞也更容易。通過這種方法，患者在醫院的時間將會大大減少。”
這種基因編輯方法是由倫敦大學學院的研究人員開發的，它使用了獲得過諾貝爾獎的基因編輯技術CRISPR/Cas9來定位并剪斷有缺陷的CTLA-4基因。然后用改良過的病毒將修正過的DNA序列傳送到細胞中。然后用一種被稱為同源定向修復的細胞DNA修復機制將其粘貼到基因的錯誤部分。
圖3 FACs圖示三種不同gRNA靶向基因內區經核轉染后代表性的正常CTLA-4表面表達
這使得研究人員能夠保存CTLA-4基因中的重要序列——即內含子——使其僅在需要時被細胞打開或關閉。
聯合資深作者、臨床細胞和基因療法教授、倫敦大學學院感染和免疫學部主任艾瑪·莫里斯教授說:“在控制免疫反應中起關鍵作用的基因并不是一直處于激活狀態，而是受到非常嚴格的調控。”我們使用的技術允許我們保持控制基因表達的自然(內源性)機制的完整性，同時糾正基因本身的錯誤。”
該研究由倫敦大學學院維康信托基金臨床博士托馬斯·福克斯博士領導，建立在馬薩諸塞州波士頓Dana-Farber/波士頓兒童癌癥和血液疾病中心的Pietro Genovese博士的工作基礎上，他是該研究的作者之一。
盡管CTLA-4不足的情況很罕見，但研究團隊表示，他們為治療這種疾病開發的基因編輯療法可能是他們的方法的原理證明，這種方法可以用于治療其他疾病。
莫里斯教授補充說:“這是一種糾正基因突變的方法，可能適用于其他疾病。更重要的是，它讓我們能夠糾正調控異常或過度活躍的基因，也讓我們更多地了解基因表達和基因調控。”
參考資料：
[1] Therapeutic gene editing of T cells to correct CTLA-4 insufficiency
