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培育基因改造猪,给人提供移植器官

更新时间:2017-03-23 点击量:524

培育基因改造猪,给人提供移植器官


近日,利用CRISPR-Cas9基因编辑技术改造猪细胞,克隆培育后为患者提供可移植器官的初创公司eGenesis获得了3800万美元的A轮投资。eGenesis生命科技公司由哈佛大学基因学家George Church和现年30岁的生物工程学家杨璐菡博士于2015年合作创办,杨璐菡博士任公司科学家。
eGenesis公司提出的猪源器官移植方案如下:
1. 用CRISPR-Cas9基因编辑技术改造猪细胞;
2. 利用基因改造后的猪细胞,制造猪的克隆体;
3. 猪培育完成后,对用于移植的器官进行测试,通过后用于器官移植
市场对异种移植技术重拾信心,离不开近来大放光彩的CRISPR-Cas9基因编辑技术。
CRISPR-Cas9基因编辑技术对异种器官移植的贡献在于,它地解决了异种器官移植面对的两大难题,即猪的内源性病毒基因对人体的潜在危害和人体对猪源器官的免疫排斥反应。
公司成立之初,eGenesis在《科学》杂志上发布了一篇文章,称George Church和同事在猪细胞中利用CRISPR-Cas9基因编辑技术实现了一次性剔除62个猪携带的内源逆转录病毒(PERVs),后者对猪无害,但一部分科学家相信对人体有潜在危害。
该研究剔除的是同一个基因的62个重复序列,George Church称:“这并不意味着我们现在可以轻易地改变62个不同的基因”,但CPISPR-Cas9作为而的基因编辑工具,大大调高了基因编辑效率,缩短了培育基因改造猪的时间。印第安纳大学的器官移植医师Joseph Tector说:“我们用了三年时间得到了一只α-gal基因剔除猪,但现在只需要5个月。”
研究人员在知晓猪的基因中包含对人体有潜在危害的逆转录病毒基因,借助CRSIPR-Cas9基因编辑技术提供的强大的工具能够快速剔除这类病毒基因,使得异种器官移植面临的*个问题迎刃而解。但异种器官移植面对的第二个问题,即人体免疫系统排斥反应,似乎要困难很多。原因是,虽然研究人员已经找到了一些引发人体免疫排斥反应的外源性物质,比如猪细胞表面抗原α-乳糖,进而通过剔除与产生α-乳糖有关的基因,从而减少免疫反应,但是免疫排斥反应是非常复杂的过程,研究人员至今并未*明白人体发生的免疫排斥反应过程和机理。
在能确定跟引起人体免疫排斥反应有关的基因后,工作也并未轻松下来。因为目标基因往往包含成千上万个碱基对,“免疫消除”的工作量无疑是巨大的。杨璐菡博士说:“现在每天我们都在zui大限度地利用CRISPR-Cas9技术。而挑战在于,你得在一个细胞中进行多重切割,同时还不能杀死细胞。”
除了剔除与人体免疫排斥反应有关的基因,eGenesis公司同样利用基因同源重组技术将新基因插入猪细胞的DNA中,插入的新基因往往来自人类,用于减轻或消除人体对猪源器官的免疫排斥反应。
即使对猪源器官进行了基因修饰能减轻人体的免疫排斥反应,但这并不意味着科学家已经*攻克这一难题。杨博士说病人仍然需要服用药物削弱自身的免疫系统,但她认为这项技术将首先能满足医疗市场对可移植器官的巨大需求。
目前,eGenesis公司已经获得了基因改造的猪胚胎细胞,并且正在将这些胚胎细胞发育成能提供可移植器官的猪。之后,会对这些猪的器官进行测试,检验它的安全性和有效性。通过测试后,这些猪源器官将zui终可用于临床器官移植试验(通常从狒狒开始)。
虽然距离真正实现猪源器官移植还有很长一段路要走,但CRISPR-Cas9基因编辑技术的不断进步和研究人员对人体免疫排斥反应的深入了解,加上市场投资的推动会进一步加快异种器官移植技术的发展和应用。