近期一些研究表明，利用CRISPR基因編輯治療遺傳性血液相關(guān)疾?。ㄈ珑牋罴?xì)胞性貧血，地中海貧血和原發(fā)性免疫缺陷綜合征），存在潛在問題，因?yàn)楦杉?xì)胞也許會關(guān)閉基因作為應(yīng)答，而且如果想要繞過這個障礙，也會增加患上癌癥的風(fēng)險。

但是來自意大利的一組研究人員指出，還是有解決辦法的，可以利用更精確的基因編輯技術(shù)，減少DNA斷裂，從而讓干細(xì)胞的自然損傷-應(yīng)答途徑處于可控范圍內(nèi)。

這一研究成果公布在3月21日的Cell Stem Cell雜志上。

文章的通訊作者，San Raffaele Telethon基因療法研究所Pietro Genovese說，“基因組編輯是干細(xì)胞精確基因工程的一種非常強(qiáng)大的策略，但它的步驟復(fù)雜，盡管這種方法存在極大的治療潛力，以及基因編輯平臺的不斷進(jìn)步，編輯的功能性后果尚未完全闡明?！?/p>

比如明星蛋白p53，這種蛋白被稱為“基因組的守護(hù)者”，因?yàn)樗诒Ｗo(hù)DNA穩(wěn)定性和預(yù)防突變方面發(fā)揮著重要作用。當(dāng)CRISPR編輯基因時，它會切割特定位置的兩條DNA鏈。但是這些雙鏈斷裂可以向p53發(fā)出信號，表明出現(xiàn)了問題。然后p53就會開始起作用，阻止細(xì)胞增殖，這對于細(xì)胞基因療法來說，事與愿違。但是要是永久性地關(guān)閉p53，來預(yù)防這種機(jī)制的發(fā)生，又會導(dǎo)致腫瘤的形成，真是左右為難。

不過好在這組研究人員找到了解決辦法。

基因編輯利用核酸酶作為“遺傳剪刀”來誘導(dǎo)DNA斷裂，然后使用腺相關(guān)病毒載體來遞送校正序列。但是當(dāng)這些剪刀不夠精確的時候，它們可能會在許多其他地方切割DNA。如果研究人員使用高度特異性的核酸酶和載體，就能在造血干/祖細(xì)胞（HSPCs）的DNA中引入所需的斷裂。

“我們發(fā)現(xiàn)基因編輯對HSPC的影響，在很大程度上取決于所使用的核酸酶的精確度，”另一位作者，San Raffaele Telethon基因療法研究所所長Luigi Naldini說，“如果核酸酶不是高度特異性的，就會在一些額外的脫靶位點(diǎn)切割DNA。”

“如果核酸酶是高度特異性的，那么就只會對細(xì)胞增殖產(chǎn)生短暫影響，這是一個可逆的過程，而且能與造血干細(xì)胞的重要生物學(xué)特性相兼容?！?/p>

早期研究指出了p53失活突變的理論風(fēng)險，引發(fā)了對基因編輯治療潛力的擔(dān)憂，而這項(xiàng)研究表明，HSPCs可以很好地耐受一個或幾個DNA斷裂，短暫的p53激活，對其功能的影響有限（主要表現(xiàn)為延遲增殖）。當(dāng)采用高度特異性的“基因剪刀”，配合上腺相關(guān)病毒載體，提供校正DNA序列時，這種細(xì)胞反應(yīng)會稍微延長。但是如果在基因編輯過程中瞬時滅活p53反應(yīng)，就可以抵消這種影響，提高編輯細(xì)胞的產(chǎn)量，而不會增加突變或提高基因組不穩(wěn)定性。

“HSPCs基因編輯的另一個主要挑戰(zhàn)是HSPC中同源重組的效率相對較低，這是引入修復(fù)模板提供的校正序列所導(dǎo)致的，我們近期報道的其它新技術(shù)能緩解這一問題。

這項(xiàng)工作為在HSPCs中進(jìn)行基因工程的可行性和有效性提供了分子證據(jù)，未來研究人員將會進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為人體試驗(yàn)。

參考資料：

Precise Gene Editing Preserves Hematopoietic Stem Cell Function Following Transient p53-Mediated DNA Damage Response