改进型CRISPR一次设计超十亿个细胞

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科技日报北京8月28日电 （记者张梦然）据《自然·生物技术》杂志日前发表的论文，CRISPR-Cas9基因编辑系统的新改进，使设计用于治疗的大量细胞变得更加容易。美国格莱斯顿研究所和加州大学旧金山分校开发的新方法，能以非常高的效率将特别长的DNA序列引入细胞基因组中精确位置，而无需传统的病毒递送系统。该成果是向下一代安全有效的细胞疗法迈出的一大步。

格莱斯顿研究所最新证明，新方法可在一次运行中设计超过10亿个细胞，这远高于治疗个体患者所需的细胞数量。

此前人们已知DNA可单链或双链存在，Cas9附着在双链DNA上。研究发现，高水平的双链DNA模板会对细胞产生毒性，因此该方法只能用于少量模板DNA，导致效率低下。

但即使在相对较高的浓度下，单链DNA对细胞的毒性也较小。鉴于此，研究团队研发了一种将修饰的Cas9酶连接到单链模板DNA的方法，即在末端添加一小段双链DNA突出端。

与旧的双链方法相比，单链模板DNA可将基因编辑效率提高一倍以上。分子的双链末端让研究人员可使用Cas9来增强非病毒载体向细胞的传递。

现在，研究人员可以使用新的DNA模板生成超过10亿个针对多发性骨髓瘤的CAR-T细胞。CAR-T细胞是经过基因改造的免疫T细胞，可有效对抗特定细胞或癌症。使用新的单链Cas9定向模板，大约一半的T细胞获得了新基因，并因此转化为CAR-T细胞。

此外研究还表明，新方法首次可完全替换与罕见遗传免疫疾病相关的两个基因——IL2RA和CTLA4基因。这种“一刀切”的方法可治疗这些基因中具有不同突变的许多患者，而不必为每个患者的突变生成个性化模板。用这种基因工程方法处理的细胞中，有近90%获得了健康版本的基因。

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