近年來(lái),，基因編輯在多個(gè)研究領(lǐng)域表現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力,，比如在治療遺傳性疾病、癌癥以及HIV等多種疾病上,，那么科學(xué)家們?cè)诨蚓庉嬔芯恐卸既〉昧四男┝咙c(diǎn)成果呢,？本文中，小編對(duì)相關(guān)研究報(bào)告進(jìn)行了整理,，分享給各位,！

【1】Nature：國(guó)家基因庫(kù)參與人類胚胎基因編輯研究

8月3日，由俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué),、韓國(guó)基礎(chǔ)科學(xué)研究院,、美國(guó)Salk生物學(xué)研究所和深圳國(guó)家基因庫(kù)合成與編輯平臺(tái)合作完成的人類胚胎基因編輯最新重量級(jí)研究成果發(fā)表于《自然》雜志,。在中國(guó)、美國(guó),、韓國(guó)的國(guó)際合作組的通力協(xié)作下,，科學(xué)家第一次成功的利用CRISPR-Cas9系統(tǒng)在人類早期胚胎中對(duì)導(dǎo)致肥厚型心肌病的基因突變進(jìn)行了安全修復(fù)。

肥厚型心肌?。℉ypertrophic cardiomyopathy,，HCM），是以心室肌肥厚為突出特征的原發(fā)性心肌病,，患病率約為 1／500,，是一種全球性疾病，也是青壯年運(yùn)動(dòng)員猝死的主要原因之一,。多數(shù)的肥厚型心肌病均由基因突變導(dǎo)致,，MYBPC3基因突變是最為常見(jiàn)的遺傳突變。利用基因編輯技術(shù)在胚胎中修復(fù)MYBPC3致病突變,，為從根本上治愈該種家族性遺傳疾病帶來(lái)了希望,。

在得到倫理許可的基礎(chǔ)之上，此項(xiàng)目研究人員使用正常人的卵子和攜帶MYBPC3雜合致病突變的精子體外受精產(chǎn)生受精卵,，在早期胚胎發(fā)育階段運(yùn)用CRISPR-Cas9編輯策略對(duì)致病突變進(jìn)行修復(fù),。結(jié)果證實(shí)，在早期胚胎中注射CRISPR-Cas9,，利用內(nèi)源野生型基因拷貝作為修復(fù)模板進(jìn)行的編輯修復(fù),，能夠達(dá)到極高的修復(fù)效率，且有效地消除了胚胎嵌合的影響,。

【2】中國(guó)學(xué)者利用基因編輯技術(shù)首次獲得遺傳增強(qiáng)的“超級(jí)”干細(xì)胞

金剛狼”,、“蜘蛛俠”，這些好萊塢大片里的超級(jí)英雄家喻戶曉,。但在現(xiàn)實(shí)生活中,，通過(guò)基因編輯技術(shù)改造生殖細(xì)胞，打造出這些遺傳增強(qiáng)的“超級(jí)人類”被倫理所禁止,。而在倫理許可的干細(xì)胞中,，中國(guó)科學(xué)家通過(guò)基因編輯技術(shù)，首次人工改造出遺傳增強(qiáng)的“超級(jí)”干細(xì)胞,。這類干細(xì)胞或?qū)⒃谥委熑祟惣膊≈姓宫F(xiàn)身手,。

7月7日，《細(xì)胞研究》（Cell Research）期刊在線發(fā)表了中國(guó)科學(xué)院生物物理研究所劉光慧課題組,、北京大學(xué)湯富酬課題組和中科院動(dòng)物研究所曲靜課題組的聯(lián)合研究成果,，首次將基因編輯技術(shù)用于干細(xì)胞的遺傳增強(qiáng)，從而宣布了國(guó)際上第一例遺傳增強(qiáng)人類干細(xì)胞（Genetically Enhanced Stem cells，GES細(xì)胞）的誕生,。

眾所周知,，干細(xì)胞是一類具有自我復(fù)制能力的細(xì)胞，在一定條件下可以分化成多種功能細(xì)胞,。那這種新型干細(xì)胞又是什么,？

劉光慧介紹說(shuō)：“‘遺傳’意味著干細(xì)胞的遺傳密碼被改變了,，我們利用基因編輯技術(shù)改寫了人類基因組中的單個(gè)堿基,。這種基因組上的改變?cè)诟杉?xì)胞分裂的過(guò)程中，能夠穩(wěn)定地傳遞給子細(xì)胞,?！倍霸鰪?qiáng)”指的是，經(jīng)過(guò)這一微小的遺傳密碼置換,，干細(xì)胞會(huì)“老”得更慢,，可以在患者體內(nèi)存活更長(zhǎng)時(shí)間，產(chǎn)生更好的再生治療效果,。

【3】Cell Res：劉光慧等通過(guò)單堿基基因編輯重塑超級(jí)干細(xì)胞

doi：10.1038/cr.2017.86

從提高農(nóng)作物的抗病能力,，到原位編輯動(dòng)物遺傳密碼，再到靶向摧毀發(fā)生基因突變的線粒體,，乃至特異性矯正病人細(xì)胞中的致病基因突變,，基因編輯技術(shù)的迅猛發(fā)展正在為人類的健康和生活帶來(lái)不同層面的改變。日前,，中科院生物物理所劉光慧課題組,、北京大學(xué)湯富酬課題組和中科院動(dòng)物所曲靜課題組聯(lián)合開展的研究進(jìn)一步拓展了基因編輯技術(shù)的應(yīng)用范圍。研究人員利用基因編輯改寫了人類基因組遺傳密碼中的單個(gè)堿基,，首次在實(shí)驗(yàn)室中獲得了遺傳增強(qiáng)的“超級(jí)”干細(xì)胞（Genetically Enhanced Stem cells,，GES細(xì)胞）。這種GES細(xì)胞能夠?qū)?xì)胞衰老和致瘤性轉(zhuǎn)化產(chǎn)生雙重抵抗作用,，因此為開展安全有效的干細(xì)胞治療提供了可能的解決途徑,。該研究工作于2017年7月7日以“Genetic enhancement in cultured human adult stem cells conferred by a single nucleotide recoding”為題發(fā)表于Cell Research,。

再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域存在兩個(gè)亟待解決的重要科學(xué)問(wèn)題：（1）干細(xì)胞治療的有效性,，即如何獲得更多高質(zhì)量的可供移植治療的人類干細(xì)胞,，如何賦予這些細(xì)胞移植物更強(qiáng)的自我更新,、存活,、定向分化以及對(duì)移植環(huán)境（如衰老與應(yīng)激）的耐受能力,，以便令其在體內(nèi)發(fā)揮更為持久的治療效果,。（2）干細(xì)胞治療的安全性,，即如何有效降低細(xì)胞移植物在體內(nèi)形成腫瘤的風(fēng)險(xiǎn),。最新發(fā)表的這項(xiàng)研究工作聚焦于上述兩個(gè)重要問(wèn)題,，期望通過(guò)基因編輯手段對(duì)細(xì)胞內(nèi)的關(guān)鍵基因和信號(hào)通路進(jìn)行精確調(diào)控，從而同時(shí)實(shí)現(xiàn)干細(xì)胞活力的提高及致瘤性的減弱，最終獲得優(yōu)質(zhì)安全的人類干細(xì)胞移植物,。

【4】Cell：重磅,！科學(xué)家開發(fā)出基于CRISPR的新技術(shù) 或有望開發(fā)更為安全的基因編輯療法

doi：10.1016/j.cell.2017.05.044

日前，一項(xiàng)刊登在國(guó)際著名雜志Cell上的一篇研究報(bào)告中,，來(lái)自美國(guó)德克薩斯大學(xué)（The University of Texas）的研究人員通過(guò)研究利用CRISPR開發(fā)出了新型的基因編輯療法來(lái)治療危及生命的疾病,，比如癌癥、HIV和亨廷頓氏癥等,。

如今科學(xué)家們能夠利用基因魔剪—CRISPR來(lái)對(duì)幾乎任何有機(jī)體的遺傳代碼進(jìn)行編輯,，基于CRISPR的基因編輯技術(shù)對(duì)人類健康有著巨大的影響，目前已經(jīng)有一系列利用CRISPR技術(shù)對(duì)人類細(xì)胞進(jìn)行的試驗(yàn)正在進(jìn)行之中,，但這種方法似乎并不完美,；從理論上來(lái)講，基因編輯的工作原理就類似于利用一種自動(dòng)糾正功能倆修復(fù)文檔中重復(fù)出現(xiàn)的錯(cuò)誤,，但尋找并且編輯基因的CRISPR蛋白有時(shí)候卻會(huì)靶向作用錯(cuò)誤的基因,，這樣其就會(huì)將拼寫正確的單次修正為拼寫錯(cuò)誤的單詞，然而對(duì)錯(cuò)誤的基因進(jìn)行編輯還會(huì)產(chǎn)生新的問(wèn)題,，比如促進(jìn)健康細(xì)胞發(fā)生癌變,。

【5】同濟(jì)大學(xué)，昆明理工大學(xué)Cell最新文章：基因編輯技術(shù)構(gòu)建新模型

來(lái)自同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院,，昆明理工大學(xué)等處的研究人員發(fā)表了題為“Modeling Rett Syndrome Using TALEN-Edited MECP2 Mutant Cynomolgus Monkeys”的文章,，利用TALEN基因編輯技術(shù)，構(gòu)建了食蟹猴神經(jīng)發(fā)育性疾病Rett綜合征模型,，這有助于科學(xué)家們深入探討RTT發(fā)病機(jī)理,，臨床治療方法等。

這一研究成果公布在最新一期（5月18日）Cell雜志上,，文章的通訊作者分別是同濟(jì)大學(xué)醫(yī)學(xué)院孫毅教授,，昆明理工大學(xué)季維智教授和陳永昌教授，陳永昌教授同時(shí)也為第一作者,。

Rett綜合征（Rett syndrome）是一種主要影響兒童精神運(yùn)動(dòng)發(fā)育的神經(jīng)系統(tǒng)疾病,，由X-連鎖MECP2基因突變所導(dǎo)致，每1萬(wàn)名女孩中就有一人受累于這一疾?。ǘ泻t常常會(huì)在出生或接近出生時(shí)喪命）,。Rett綜合征可以引起智力和身體方面許多的障礙。由于很多不同的MECP2突變都可以引起Rett綜合征,，這一疾病可造成從輕微到嚴(yán)重廣泛程度的障礙殘疾,。目前Rett綜合征仍然沒(méi)有有效的治療方法。

【6】Nat Biotechnol：新型基因編輯策略或有望攻克癌癥

doi：10.1038/nbt.3843

最近,，一項(xiàng)刊登在國(guó)際雜志Nature Biotechnology上的研究報(bào)告中,，來(lái)自匹茲堡大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員通過(guò)研究利用CRISPR基因編輯技術(shù)開發(fā)出了一種新型的基因療法,，這種基因療法能夠有效靶向作用促癌“融合基因”，并且改善惡性肝癌和前列腺癌小鼠模型的生存率,。

研究者Jian-Hua Luo表示,，這項(xiàng)研究中我們首次利用基因編輯技術(shù)特異性地靶向作用癌癥融合基因，這也為后期我們開發(fā)治療癌癥的新型療法提供了一定線索,。融合基因通常和癌癥發(fā)病相關(guān),，當(dāng)先前分離的基因結(jié)合在一起候就會(huì)形成融合基因，隨后融合基因就會(huì)產(chǎn)生一種異常蛋白誘發(fā)癌癥發(fā)生,。

此前研究人員鑒別出了誘發(fā)前列腺癌復(fù)發(fā)和惡性前列腺癌的一組融合基因,，在Gastroenterology雜志上發(fā)表的一篇研究報(bào)告中，研究者Luo及其同事在多種類型的癌癥中發(fā)現(xiàn)了一種名為MAN2A1-FER的融合基因,，包括肝癌,、肺癌和卵巢癌等,，該基因主要會(huì)誘發(fā)腫瘤快速生長(zhǎng)以及侵襲性的發(fā)生,。

【7】ACS子刊：開創(chuàng)性地開發(fā)出一種新的基因編輯方法---基于PfAgo的人工限制酶

doi：10.1021/acssynbio.6b00324

在一項(xiàng)新的研究中，美國(guó)伊利諾伊大學(xué)香檳分?；瘜W(xué)與生物分子工程系教授Huimin Zhao和研究生Behnam Enghiad開創(chuàng)性地開發(fā)出一種新的基因工程方法用于基礎(chǔ)生物學(xué)研究,、應(yīng)用生物學(xué)研究和醫(yī)學(xué)應(yīng)用。他們的研究有潛力通過(guò)改善DNA切割的精確度和忠誠(chéng)度為基因組研究打開新的大門,。相關(guān)研究結(jié)果于2017年2月6日在線發(fā)表在ACS Synthetic Biology期刊上,，論文標(biāo)題為“Programmable DNA-Guided Artificial Restriction Enzymes”。

Zhao說(shuō),，“利用我們的技術(shù),，我們能夠構(gòu)建出高度活性的人工限制酶（artificial restriction enzymes， AREs）,，這些AREs幾乎對(duì)任何一種序列產(chǎn)生特異性,，而且能夠產(chǎn)生確定的長(zhǎng)度可變的粘性末端。這是生物技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)罕見(jiàn)的例子,，在這個(gè)領(lǐng)域里,，人們能夠以一種理性的方式輕松地和準(zhǔn)確地設(shè)計(jì)一種想要的生物學(xué)功能或試劑?！?/p>

限制酶是基因組研究的一種重要的工具：通過(guò)在特定的位點(diǎn)切割DNA,，它們產(chǎn)生切口，供外來(lái)DNA插入,，從而實(shí)現(xiàn)基因編輯的目的,。這個(gè)過(guò)程不僅是通過(guò)自然發(fā)生的限制酶實(shí)現(xiàn)的，而且其他的AREs近幾年來(lái)日益吸引人們的關(guān)注,。用于“剪切-粘貼”基因編輯的細(xì)菌免疫系統(tǒng)CRISPR-Cas9和修飾的限制酶TALEN是這類技術(shù)的兩個(gè)流行的例子,。

【8】PNAS：重磅,！利用分子樂(lè)高產(chǎn)生更優(yōu)的CRISPR基因編輯工具

doi：10.1073/pnas.1616343114

在一項(xiàng)新的研究中，來(lái)自加拿大西安大略大學(xué)的研究人員利用分子樂(lè)高（molecular-Lego）,，將一種工程酶加入到革命性的新的基因編輯工具CRISPR/Cas9中,。他們的研究表明在靶向基因組中的基因中，加入這種酶會(huì)使得基因編輯更加高效和潛在地更具特異性,。相關(guān)研究結(jié)果于2016年12月8日在線發(fā)表在PNAS期刊上,，論文標(biāo)題為“Biasing genome-editing events toward precise length deletions with an RNA-guided TevCas9 dual nuclease”。

科學(xué)界充斥著CRISPR給人類基因編輯帶來(lái)的希望：它為利用基因療法治療囊性纖維化和白血病等疾病打開大門,。

比如,，在囊性纖維化中，絕大多數(shù)病人存在一種導(dǎo)致這種疾病的基因突變,。如果利用CRISPR將這種突變從基因組中切除的話,，那么這種疾病可能潛在地被治愈。

論文通信作者,、西安大略大學(xué)舒力克醫(yī)學(xué)與牙科學(xué)院副教授David Edgell說(shuō),，“CRISPR的問(wèn)題在于它會(huì)切割DNA，但是隨后DNA修復(fù)會(huì)移除這種切口,，并且將它粘貼在一起,。這意味著它再生這個(gè)CRISPR試圖靶向的位點(diǎn)，從而產(chǎn)生一種無(wú)效的循環(huán),。我們加入這種工程酶的新穎性在于它阻止這種再生發(fā)生,。”

【9】Nature：重磅,！首次利用CRISPR-Cas9對(duì)非分裂細(xì)胞進(jìn)行基因編輯

doi：10.1038/nature20565

在一項(xiàng)新的研究中,，來(lái)自美國(guó)沙克研究所的研究人員發(fā)現(xiàn)基因編輯的圣杯---首次能夠在基因組的靶位點(diǎn)上將DNA插入到非分裂細(xì)胞（non-dividing cell）中，其中非分裂細(xì)胞占成年器官和組織中的大多數(shù),。他們證實(shí)這種技術(shù)能夠部分恢復(fù)失明的嚙齒類動(dòng)物的視覺(jué)反應(yīng),。它將為基礎(chǔ)研究和多種治療視網(wǎng)膜疾病、心臟疾病和神經(jīng)疾病等疾病的方法打開新的途徑,。相關(guān)研究結(jié)果于2016年11月16日在線發(fā)表在Nature期刊上,，論文標(biāo)題為“In vivo genome editing via CRISPR/Cas9 mediated homology-independent targeted integration”。

論文通信作者,、沙克研究所基因表達(dá)實(shí)驗(yàn)室教授Juan Carlos Izpisua Belmonte說(shuō),，“我們對(duì)我們發(fā)現(xiàn)的這項(xiàng)技術(shù)感到非常激動(dòng)人心，這是因?yàn)樗俏覀冎安荒軌蜃龅降?。我們首次能夠以未發(fā)生分裂的細(xì)胞為靶標(biāo),，隨心所欲地修飾它們的DNA。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)的可能應(yīng)用是非常巨大的,?！?/p>

在此之前,，修飾DNA的技術(shù)---如CRISPR-Cas9系統(tǒng)---已最為有效地利用分裂細(xì)胞（dividing cell）的正常復(fù)制機(jī)制在這些細(xì)胞（如在皮膚或腸道中的那些細(xì)胞）當(dāng)中在發(fā)揮作用。

【10】中國(guó)研發(fā)出基因編輯系統(tǒng)控制新技術(shù)：實(shí)現(xiàn)對(duì)癌細(xì)胞的定向干預(yù)

中國(guó)研究人員在英國(guó)《自然·方法學(xué)》期刊網(wǎng)絡(luò)版上發(fā)表論文說(shuō),，他們開發(fā)的一項(xiàng)新技術(shù)可高效控制CRISPR－Cas9基因編輯系統(tǒng),，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)癌細(xì)胞的定向干預(yù)。

近年迅猛發(fā)展的CRISPR－Cas9系統(tǒng)具有很強(qiáng)的基因編輯和調(diào)控能力,，通過(guò)sgRNA的精確“制導(dǎo)”和cas9核酸酶實(shí)施靶向基因功能操作,，兩者協(xié)同實(shí)現(xiàn)編輯和調(diào)控能力。這一系統(tǒng)已在生命科學(xué)和醫(yī)學(xué)等多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,，然而其在應(yīng)用過(guò)程中仍有許多方面尚待完善,，如避免“使用失控”和“過(guò)度編輯”等問(wèn)題。

深圳市第二人民醫(yī)院的研究人員通過(guò)互補(bǔ)結(jié)合核酸適配體RNA莖部序列與CRISPR－Cas9系統(tǒng)中sgRNA負(fù)責(zé)識(shí)別靶基因的序列,，實(shí)現(xiàn)了對(duì)CRISPR－Cas9系統(tǒng)的控制,，形成一套可精確調(diào)控基因激活、抑制和切割等多重功能的新技術(shù),。（生物谷Bioon.com）

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