發(fā)布日期：2017-05-05
由于HIV病毒能夠潛伏在人體細(xì)胞中，因此到目前為止，治愈HIV病毒感染仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。但是在一篇近日發(fā)表在Molecular Therapy雜志上的新研究，天普大學(xué)路易斯卡茲醫(yī)學(xué)院（LKSOM）和匹茲堡大學(xué)的科學(xué)家指出，他們可以切除活體動(dòng)物基因組中的HIV病毒DNA，從而消除進(jìn)一步的感染。他們是第一批在三種不同動(dòng)物模型中完成這一壯舉的科學(xué)家，他們的實(shí)驗(yàn)還包括了一個(gè)人源化模型，在這個(gè)模型中，他們給老鼠移植入人類免疫細(xì)胞并使之感染病毒。
該研究小組率先證明HIV-1病毒可以完全清除--采用強(qiáng)大的CRISPR/ Cas9基因編輯技術(shù)可以消滅動(dòng)物體內(nèi)感染細(xì)胞中的病毒。
這項(xiàng)新工作由天普大學(xué)病理學(xué)系副教授Wenhui Hu等人領(lǐng)導(dǎo)完成，該研究建立在該研究小組2016年發(fā)表的概念驗(yàn)證性研究基礎(chǔ)之上。在之前的研究中，他們使用了轉(zhuǎn)基因大鼠和小鼠模型，這些動(dòng)物全身所有細(xì)胞的基因組中都被整合了HIV-1 DNA。他們表明，他們的方法可以刪除實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的大多數(shù)組織基因組中的HIV-1靶標(biāo)DNA片段。
“我們的新研究更加全面。”胡博士說，“我們證實(shí)了以前實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)，并提高了基因編輯的效率。我們還證實(shí)該策略在另外兩種老鼠模型中有效，一種代表小鼠細(xì)胞的急性感染，另一種代表人體細(xì)胞的慢性或潛伏性感染。
新研究中，該團(tuán)隊(duì)使轉(zhuǎn)基因小鼠基因組中的HIV-1 DNA失活，減少了大約60%-90%的病毒基因的RNA表達(dá)，從而證實(shí)了前期的研究。隨后，他們在感染了急性EcoHIV（也就相當(dāng)于人類HIV-1）的小鼠體內(nèi)檢驗(yàn)了他們的系統(tǒng)。
“在急性感染過程中，HIV病毒會(huì)快速復(fù)制。“研究另一領(lǐng)導(dǎo)者Khalili 博士說道，“對于患EcoHIV的老鼠，我們的CRISPR/Cas9系統(tǒng)能夠阻止病毒復(fù)制并預(yù)防潛在系統(tǒng)感染。”采用這種策略，感染EcoHIV的老鼠體內(nèi)病毒DNA被切除效率達(dá)到96%，這為采用CRISPR/ Cas9系統(tǒng)預(yù)防性治療HIV-1提供了證據(jù)。
在第三種動(dòng)物模型中，潛伏的HIV-1感染在植入人類免疫細(xì)胞（包括T細(xì)胞）的人源化小鼠中重現(xiàn)，緊接著便出現(xiàn)HIV-1感染。“這些動(dòng)物攜帶潛伏在人類T細(xì)胞基因組中的艾滋病毒。”胡博士說。 在采用CRISPR/Cas9單次治療后，病毒片段便從老鼠組織和器官中被潛伏感染的人類細(xì)胞中切除。
在所有的三種動(dòng)物模型中，研究人員均采用了基于AAV-DJ/8亞型重組腺相關(guān)病毒（rAAV）的載體遞送系統(tǒng)。“AAV-DJ/8亞型可以結(jié)合多種血清型，為我們的CRISPR/Cas9 系統(tǒng)提供了更加廣泛的細(xì)胞靶標(biāo)。”胡博士道。他們還重新設(shè)計(jì)了之前的基因編輯工具，使得它可以攜帶4個(gè)引導(dǎo)RNA。所有的這些設(shè)計(jì)都是為了從宿主細(xì)胞基因組中有效消除整合的HIV-1 DNA，并避免潛在的HIV-1突變逃逸。
為了確定該策略的成功，該團(tuán)隊(duì)測量了HIV-1 RNA的水平，并使用一種新的活體生物發(fā)光成像系統(tǒng)。“由匹茲堡大學(xué)Young博士研發(fā)的成像系統(tǒng)可以找出小鼠體內(nèi)HIV-1感染細(xì)胞的空間和時(shí)間分布，使我們能夠?qū)崟r(shí)觀察HIV-1的復(fù)制，從本質(zhì)上觀察到病毒潛伏感染的細(xì)胞與組織。”Khalili博士說。
這項(xiàng)新研究標(biāo)志著永久治療艾滋病毒感染的又一重大進(jìn)步。“下一階段將在靈長類動(dòng)物，即一個(gè)更適合研究HIV感染誘發(fā)疾病的動(dòng)物模型中重復(fù)這項(xiàng)研究，從而進(jìn)一步證實(shí)我們的系統(tǒng)可以清除潛在感染的T細(xì)胞和其他包括腦細(xì)胞在內(nèi)的HIV-1避難所中的HIV-1 DNA。”Khalili博士說，“我們的最終目標(biāo)是在人類患者身上進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證其療效。”
原文檢索
《In Vivo Excision of HIV-1 Provirus by saCas9 and Multiplex Single-Guide RNAs in Animal Models》
來源：轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)（微信號(hào)：zhuanhuayixue）
