在培养的Pcdh15av-3j耳蜗组织上 , 通过电转表达了spCas9和m-3j-gRNA1的Pcdh15av-3j毛细胞 , 恢复了PCDH15蛋白的表达 , 同时Pcdh15av-3j毛细胞的机械转导功能也有所恢复 。
论文共同第一作者、清华大学博士刘恋告诉记者 , 根据体外研究的效果 , 团队又进一步开展了在体动物层面的实验 , 对Pcdh15av-3j小鼠在体耳蜗注射包裹有m-3j-gRNA1的AAV2/9 。
对电转耳蜗组织(体外)和病毒注射耳蜗组织(在体)的基因编辑产物进行系统比对显示 , 它们无论是在主编辑产物还是产物的比例上都非常一致 。
他们又进一步对m-3j-gRNA1病毒注射小鼠的各方面指标进行评估 , 包括耳蜗毛细胞的PCDH15表达、耳蜗毛细胞的机械转导电流、小鼠的听性脑干电位和惊吓反应等 , 均显示单个m-3j-gRNA1在spCas9的帮助下即可实现av3j突变的功能性恢复 。
这项利用小鼠耳蜗培养组织的实验验证了在终端分化的功能细胞上编辑产物也具有可重复性 , 并利用该原理实现了单个gRNA即可修复移码突变 , 实现小鼠的在体基因治疗 。 概念的成功验证提示了占人类22%的移码突变导致的遗传性疾病有广阔的治疗前景 。
脚踏实地推进科学研究
从2015年在清华大学成立神经通信实验室开始 , 熊巍就带领团队研究耳聋相关基因的生理和病理机制 , 经历了“白手起家”的不易 。
除了所有的技术和资源要从零开始积累 , 其间他们更是尝试了各种策略和方法 , 最终锁定利用NHEJ的非随机修复机制来重塑移码突变导致的致聋突变 。
今年 , 熊巍加入北京脑科学与类脑研究中心 。 他坦言 , 自己也曾设想过验证失败 , 因为体内是复杂的环境 , 有些实验在体外很好 , 但到体内可能就完全变了 , “如果验证失败 , 那只能推倒再来 。 ”
熊巍告诉记者 , 目前关于基因编辑在人体应用的政策还不明晰 , 主要是新技术存在未知性 , 因此关于如何在规定范围内使用 , 并将可能的危害降低到最小的探讨是非常必要的 。
他透露 , 除了移码突变 , 他们还将开展替换突变的组织和在体研究 。 “接下来 , 如果条件允许 , 我们会在猪和非人灵长类动物体内进行实验 , 在符合政策的条件下 , 脚踏实地推进科学研究 。 ”熊巍说 。
【对基因下手,彻底“唤醒”耳朵】原文载于《医学科学报》 (2022-08-12 第6版 国内)
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