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楊輝:90%的罕見病無藥可治,我們能否用基因編輯做些什么?
關(guān)鍵字: 一席演講基因編輯罕見病CRISRP-Cas9的好處就是簡單和高效,貼一個(gè)標(biāo)簽它就對一個(gè)基因進(jìn)行操作,貼兩個(gè)三個(gè)就可以實(shí)現(xiàn)多位點(diǎn)的操作。所以自從它報(bào)道以來,國內(nèi)外多位科學(xué)家就迅速跟進(jìn)。哈佛的George Church教授和MIT的張鋒教授無疑是這個(gè)競爭過程中的勝利者,他們首次將這套技術(shù)應(yīng)用在了哺乳動(dòng)物細(xì)胞中。
而我個(gè)人與基因編輯也是非常有緣份的,早在博士期間,我就利用最經(jīng)典的同源重組的基因打靶方法構(gòu)建了各種各樣的基因修飾小鼠,雖然非常復(fù)雜。
我大概是2012年年底到的美國讀博后,1個(gè)月之后,張鋒和George Church關(guān)于CRISRP-Cas9的成果發(fā)表了,當(dāng)時(shí)張鋒就在我隔壁實(shí)驗(yàn)室。比較有幸的是,和我同一個(gè)實(shí)驗(yàn)室的同樣來自中國的博后,叫王皓毅,他主要是研究第二代基因編輯技術(shù),我們兩個(gè)人就一拍即合。已發(fā)現(xiàn)的CRISRP-Cas9只證明了在細(xì)胞中的作用,它是否能夠高效地運(yùn)用在基因編輯動(dòng)物中呢?當(dāng)時(shí)大家都還不知道。
我們兩人第二天就到隔壁的張鋒實(shí)驗(yàn)室把質(zhì)粒要來,將這套CRISRP-Cas9系統(tǒng)通過顯微注射的方法注射到小鼠的受精卵中,然后移到小鼠體內(nèi)。
所以我們在短短半年以內(nèi)就證明CRISRP-Cas9可以高效獲得各種各樣的基因修飾動(dòng)物,包括基因敲除的小鼠、基因敲入的小鼠、精確修復(fù)的小鼠,成果也發(fā)表在了生物領(lǐng)域最Top的雜志《細(xì)胞》上面。
一個(gè)比較有意思的小插曲就是,因?yàn)榭赡苤袊箨懙膶W(xué)生工作都比較努力,去了國外一般都遵循996的原則——可能比996還長。國外的博后一般每天最多可以操作100到200個(gè)胚胎,大家可以看看這個(gè)顯微操作的胚胎,我們是一個(gè)一個(gè)進(jìn)行操作的。
但是我當(dāng)時(shí)做的速度非常地快,平均一天可以做超過400個(gè)胚胎,我的導(dǎo)師Rudolf Jaenisch就覺得有點(diǎn)驚訝,第二天跑到實(shí)驗(yàn)室來親自看我做實(shí)驗(yàn),看了之后他就心服口服了。
回國之后,我的搭檔王皓毅去了北京中科院動(dòng)物所,從事CAR-T的腫瘤免疫治療方面的應(yīng)用,而我則繼續(xù)應(yīng)用基因編輯技術(shù)來制作各種動(dòng)物。這個(gè)從小鼠就變成了猴子,為什么做猴子呢?因?yàn)橄鄬τ谒心J絼?dòng)物來說,猴子的大腦發(fā)育和高級認(rèn)知行為是特有的。如果我們應(yīng)用基因編輯技術(shù)制造各種各樣的基因工具猴,就有利于我們對大腦的理解,而且有利于一些腦疾病的治療。
就在我們實(shí)驗(yàn)室剛剛成立一年,正準(zhǔn)備生產(chǎn)各種各樣基因編輯猴的時(shí)候,一個(gè)偶然的發(fā)現(xiàn),完全改變了我們當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室整個(gè)的方向。
我們發(fā)現(xiàn)CRISRP-Cas9不僅僅可以編輯單個(gè)基因。小鼠有20對染色體,就是40條染色體,如果對一條染色體貼上1個(gè)標(biāo)簽,CRISRP-Cas9就對1個(gè)基因進(jìn)行編輯,如果貼上10個(gè)標(biāo)簽,它就對10個(gè)基因進(jìn)行編輯。當(dāng)我們貼上100個(gè)標(biāo)簽的時(shí)候,發(fā)現(xiàn)它不是對100個(gè)基因進(jìn)行編輯,而是整條染色體都消失了。
我們當(dāng)時(shí)發(fā)現(xiàn)了這個(gè)非常興奮,這是否可以運(yùn)用到唐氏疾病的治療呢?大家都知道唐氏又稱21三體綜合征,比正常人多了一條21號染色體,如果我們在多的那一條21號染色體上貼滿標(biāo)簽,是否可以高效地消除這條染色體從而達(dá)到疾病治療的目的呢?
為了驗(yàn)證這個(gè)想法,我們從唐氏病人的身上誘導(dǎo)了多能干細(xì)胞,在這個(gè)干細(xì)胞里有三條21號染色體,我們導(dǎo)入CRISRP-Cas9,發(fā)現(xiàn)它可以高效特異地消除這條多余的21號染色體。
相關(guān)成果發(fā)表之后,得到了多家媒體的關(guān)注和國際同行的高度評價(jià),說我們這個(gè)技術(shù)可以為唐氏疾病的治療提供一個(gè)新的途徑。
我當(dāng)時(shí)以為故事已經(jīng)到此為止了,就接下來繼續(xù)我們之前的研究。但是給我觸動(dòng)比較大的是媒體剛報(bào)道不久,我收到了許多唐氏病人家屬的郵件,他們一個(gè)是鼓勵(lì)我們繼續(xù)開展研究,一個(gè)是詢問我們這個(gè)方法什么時(shí)候能夠上臨床。
更有一些家長愿意慷慨解囊贊助這項(xiàng)研究。這在國外雖然非常常見,但在中國是非常罕見的。這比較打動(dòng)我,所以從個(gè)人來說,我就開始更加關(guān)注罕見病這個(gè)群體。
- 原標(biāo)題:90%的罕見病無藥可治,我們能否用基因編輯做些什么? 本文僅代表作者個(gè)人觀點(diǎn)。
- 責(zé)任編輯:李泠
- 最后更新: 2019-06-12 13:14:03
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