日前，国际权威学术期刊《科学》在线刊登了一项“利用CRISPR/Cas9基因编辑技术消除猪活体逆转录病毒序列”的研究。该研究由浙江大学、哈佛大学、重庆第三军医大学以及其他科研机构合作完成，研究团队攻克了让猪成为人体器官捐献者的一个最大难关——断绝猪内源性逆转录病毒(PERVs)在器官移植接受者体内重新激活的可能性。这一历史性突破，有望使猪成为完美的人类器官捐献者。
器官衰竭一直都是医学上的难题，除了器官移植之外很难找到长久维持生命的办法，但是由于人类器官捐献的局限性，同种移植的人源供体连1%的病人的需求都不能满足。在这一情况下，医学专家开始研究异种移植。猪与人类的亲缘关系、猪与人类基因图谱的相近性让猪器官更有可能广泛用于人体。
然而，研究人员发现猪器官移植会触发人体严重的免疫排斥反应；除此之外，猪基因组内含有内源性逆转录病毒序列（PERVs），可以传递至人体细胞，可能会导致新型疾病的产生及传播。
然而，CRISPR-Cas9基因编辑技术的问世重启了这一可能。基因编辑技术可去除猪基因组内的PERV序列，为猪与人的移植铺平道路。但迄今为止，仅在细胞系而非活体动物中成功地证明了这一点。在这项研究中，杨璐菡博士以及其导师George Church教授领导的研究团队成功将CRISPR-Cas9应用于活体动物。
研究团队首先证实，猪细胞中的PERVs可以传播给人类细胞。将感染了PERV的人类细胞与未感染的人类细胞混合也会导致PERVs的传播。研究团队强调移植猪源器官，必须消除猪细胞中的PERVs序列。
接下来，研究人员对猪成纤维细胞基因组中存在的PERV序列进行了检索定位，总共鉴定了25段相关序列。他们使用基因编辑工具CRISPR成功使所有PERV序列失活。 同时，通过添加与DNA修复相关的其他元件，PERV失活的细胞的生存率为100%。最后，研究人员利用克隆技术培育出猪胚胎，当他们将胚胎植入母猪体内时，他们发现生产的仔猪没有出现PERV的迹象，且一些仔猪在出生后的四个月内存活下来。除此之外，研究人员检测了小猪体内基因组的mRNA水平，证实PERV序列全部处于失活状态。
David Klassen博士指出：“如果猪器官移植安全有效，这将会极大改变全世界器官移植的面貌。” David Klassen博士是一家非营利性机构的首席医学官，这个机构掌握了整个美国的器官移植系统。
附：
这项研究的通讯作者是2017年全球青年领袖，80后科学家杨璐菡博士。杨璐菡博士毕业于北京大学，并于哈佛大学获得了博士学位。在哈佛，她师从有“合成生物学之父”美誉的美国科学院与工程学院双料院士George Church教授，研究CRISPR-Cas9基因编辑系统。2011年至今，她已在《科学》、《Nature Communications》、《Nature Medicine》等杂志上发表了数十篇论文。
Dong Niu, Hong-Jiang Wei, Lin Lin, Haydy George, Tao Wang, I-Hsiu Lee, Hong-Ye Zhao, Yong Wang, Yinan Kan, Ellen Shrock, Emal Lesha, Gang Wang, Yonglun Luo, Yubo Qing, Deling Jiao, Heng Zhao, Xiaoyang Zhou, Shouqi Wang, Hong Wei, Marc Güell, George M. Church, Luhan Yang. Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9. Science, 10 Aug 2017 DOI: 10.1126/science.aan4187
文章转载自：转化医学网
