科研

首页 - 全部文章 - 科研 - 永久治愈艾滋病出现曙光,CRISPR成功消除活体动物体内的HIV病毒

永久治愈艾滋病出现曙光,CRISPR成功消除活体动物体内的HIV病毒

研究发现,基因编辑技术可以切除活体动物基因组中的HIV病毒DNA,从而消除进一步感染

众所周知,HIV具有长时间隐藏和潜伏的特性,因此HIV的感染非常难以消除。日前,来自美国天普大学路易斯·卡茨医学院(LKSOM)的研究小组发布的最新研究表明,HIV病毒的DNA可以从活体动物基因组中切除,从而避免进一步感染。此外,研究人员首次在三种不同的动物模型中进行了这项实验,包括一个拟人化模型,此模型将人类免疫细胞移植到小鼠体内并用病毒进行感染。最新研究结果近期发表在Molecular Therapy杂志上,论文标题为“In Vivo Excision of HIV-1 Provirus by saCas9 and Multiplex Single-Guide RNAs in Animal Models”。

通过强大的基因编辑技术CRISPR/Cas9,该研究首次证明HIV-1复制可以完全被阻断,将病毒从动物感染细胞中清除。新的研究是建立在该小组2016年发表的一项概念验证研究基础上,他们在当时的研究中使用转基因大鼠和小鼠模型,将HIV-1 DNA整合到动物每个组织的基因组中,结果证明他们的策略可以去除实验动物体内大部分组织的基因组中HIV-1病毒DNA的靶向片段。

研究人员所使用的方法

“我们新开展的这项研究更加全面。”文章共同资深作者、代谢疾病研究中心和LKSOM病理学科副教授Wenhui Hu博士提到,“我们从以前的研究工作中确认了这些数据,并提高了我们基因编辑策略的效率。我们还在另外两个小鼠模型上展示了这种方法的有效性,一个模型代表的是小鼠细胞的中急性感染,另一个代表人类细胞中的慢性或长期潜伏感染。”

新研究中,LKSOM研究小组在转基因鼠体内进行HIV-1基因灭活,使病毒基因的RNA表达量降低了60%~95%,这个结果进一步证明了他们之前的研究结论。研究人员进一步在EcoHIV急性感染的小鼠中验证这种方法,这些小鼠模型相当于人类HIV-1感染的情况。

“在急性感染期间,HIV的复制非常活跃。”文章共同资深研究员、LKSOM神经科学部门教授Kamel Khalili博士解释道,“我们可以利用EcoHIV小鼠研究CRISPR/Cas9策略阻断病毒复制的能力和预防系统性感染的潜能。”在EcoHIV小鼠体内,这种方法的切割效率达到96%,这也是首次证明通过CRISPR/Cas9系统预防治疗可以消除HIV-1。

在第三个动物模型中,研究人员向小鼠体内移植了包括T细胞在内的人类免疫细胞,然后进行HIV-1感染,最终构建出存在HIV-1潜伏感染的人性化小鼠。Dr.Hu表示,“这些动物携带有人类T细胞基因组中潜在HIV病毒DNA,病毒可以避免被检测到。”令人惊讶的是,在CRISPR/Cas9单次治疗后,移植到小鼠组织和器官中的潜伏感染的人类细胞中存在的病毒DNA片段被成功切割。

研究人员在三种动物模型中都使用了一种重组腺病毒相关病毒(rAAV)载体传递系统,该系统基于一种已知亚型AAV-DJ/8。Dr.Hu提到,“AAV-DJ/8亚型结合了多个血清型,为我们的CRISPR/Cas9系统传递提供了更大范围的细胞靶点。”研究人员还重新设计了他们之前的基因编辑方法啊,改良后的方法可以承载4个向导RNA,设计的这4个gRNA可以有效从宿主基因组中切割HIV-1 DNA,并且避免潜在的HIV-1突变逃脱。

为了判断这个方法是否成功,研究小组检测了HIV-1 RNA的含量并使用了一种设计巧妙的新型活体生物荧光成像系统。Dr. Khalili 表示:“这个成像系统是Dr. Won-Bin Young在匹兹堡大学期间开发的,能够精确定位HIV-1感染细胞在机体内的空间和时间位置,帮助我们实时检测HIV-1复制情况,在潜伏感染的细胞和组装中观察HIV-1储存库。”

这些结果使研究人员很兴奋,他们对接下来的计划非常乐观。Dr. Khalili 总结道:“接下来我们会在灵长类动物中重复这项研究,灵长类动物是更加合适的动物模型,因为HIV的感染会在其体内诱发疾病,接下来的这些研究是为了进一步证明在潜伏感染的T细胞和其他HIV-1隐藏位点(例如脑细胞)中HIV-1 DNA会被消除。我们最终的目标是在病人体内进行临床试验。”

参考文献:

In Vivo Excision of HIV-1 Provirus by saCas9 and Multiplex Single-Guide RNAs in Animal Models;DOI:10.1016/j.ymthe.2017.03.012

(1)

本文由 测序中国 作者:王迪 发表,转载请注明来源!

关键词:, ,

热评文章