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港科大研發(fā)新型基因編輯策略 有助治療阿爾茨海默癥
2021年08月19日 09:01:42
來源：香港科技大學(xué) 點擊量：6471
香港科技大學(xué)(廣州)宣布，由科大領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團隊，近期成功研發(fā)出一種新型全腦基因編輯技術(shù)，在小鼠模型中證明可以改善阿爾茨海默癥(AD)的病理癥狀，有潛力發(fā)展成為AD的新型長效治療手段。
【化工儀器網(wǎng) 項目成果】1989年，中國國家改革開放逐漸取得成果，帶動地區(qū)形勢急速轉(zhuǎn)變。為配合經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型，香港政府創(chuàng)立了香港第三所大學(xué)——香港科技大學(xué)(以下簡稱“科大”)，1991年10月，香港科技大學(xué)舉行開幕典禮。
建校三十年來，吸引來一批全球頂尖的教育家，創(chuàng)造了全球最細(xì)單壁納米碳管、全球最高像素的照片、全球首創(chuàng)的智能殺菌涂層、全球排名第一的EMBA課程等國際領(lǐng)先的教研成果，培養(yǎng)了眾多杰出人才。
近日，香港科技大學(xué)(廣州)宣布，由科大領(lǐng)導(dǎo)的國際研究團隊，成功研發(fā)出一種新型全腦基因編輯技術(shù)，在小鼠模型中證明可以改善阿爾茨海默癥(AD)的病理癥狀，有潛力發(fā)展成為AD的新型長效治療手段。
科大副校長(研究及發(fā)展)葉玉如教授(右二)及其研究團隊成員──包括是次研究論文的共同第一作者博士生段揚揚女士(右一) ──利用激光共聚焦成像系統(tǒng)來展示基因編輯技術(shù)如何透過破壞家族性阿爾茨海默癥遺傳突變來減低疾病病理。
據(jù)估計，中國有超過50萬人罹患遺傳性的阿爾茨海默癥，即家族性阿爾茨海默癥(FAD)。FAD是一種與家族史高度相關(guān)的先天性阿爾茨海默癥。雖然FAD患者有明確的遺傳病因，亦可在認(rèn)知出現(xiàn)問題之前獲得診斷，但目前還未有有效的治療方法。
基因編輯技術(shù)1在治療例如FAD這類由遺傳基因突變引發(fā)的疾病方面，展現(xiàn)出巨大潛力。它可以在疾病癥狀出現(xiàn)之前，糾正引發(fā)疾病的基因突變，并且可以達(dá)到「一次治療，長期有效」的治療效果。不過，基因編輯技術(shù)的臨床發(fā)展和應(yīng)用還存在一些障礙。例如，目前尚缺乏有效、高效、非侵入式的運送工具，將基因編輯工具運送到大腦。此外，現(xiàn)有的基因組編輯技術(shù)，還無法在全腦范圍發(fā)揮有效的治療作用。
近日，由科大副校長(研究及發(fā)展)葉玉如教授領(lǐng)導(dǎo)的研究團隊，研發(fā)出一種新型全腦基因編輯技術(shù)。該技術(shù)使用新型的運送工具，可以跨越血腦屏障，通過單次、無創(chuàng)的靜脈注射，將優(yōu)化的基因編輯工具運送到整個大腦，實現(xiàn)高效的全腦基因編輯。研究發(fā)現(xiàn)，這種技術(shù)可以有效破壞AD轉(zhuǎn)基因小鼠模型中的FAD基因突變，并在全腦范圍改善AD的病理癥狀，為開發(fā)新型AD治療方法打下基礎(chǔ)。
同時，研究團隊還發(fā)現(xiàn)，AD轉(zhuǎn)基因小鼠在接受基因編輯技術(shù)治療的6個月后，即小鼠平均壽命的三分之一，其大腦中被認(rèn)為引發(fā)AD神經(jīng)退行病變的淀粉樣蛋白斑塊，仍然保持較低水平，證明了該基因編輯技術(shù)的單次治療可以維持長期療效。研究亦未在小鼠身上發(fā)現(xiàn)任何明顯的副作用。
患有神經(jīng)退行病變的小鼠大腦(左圖)中存有大量被認(rèn)為是引發(fā)AD元兇的淀粉樣蛋白斑塊(綠色虛線區(qū)域中的白色陰影)，在進(jìn)行基因編輯治療后，相關(guān)的白色陰影明顯下降(右圖)。
身兼科大晨興生命科學(xué)教授及分子神經(jīng)科學(xué)國家重點實驗室主任的葉教授表示：“我們的研究工作首次實現(xiàn)了高效的全腦基因編輯，同時在全腦范圍有效改善AD的病理癥狀。這是一項令人振奮的進(jìn)展，在基因編輯技術(shù)應(yīng)用到遺傳性腦疾病治療領(lǐng)域是一個重要里程碑，有助推動相關(guān)疾病的精準(zhǔn)醫(yī)療發(fā)展。”
這項研究由科大、美國加州理工學(xué)院以及中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院的研究團隊合作進(jìn)行。研究結(jié)果已獲國際權(quán)威科學(xué)期刊《Nature Biomedical Engineering》刊載。
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