湖南艾佳生物科技股份有限公司
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    佛系器官捐赠者——内源性逆转录病毒灭活小猪诞生!
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佛系器官捐赠者——内源性逆转录病毒灭活小猪诞生!

日期: 2018-03-27
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佛系器官捐赠者——内源性逆转录病毒灭活小猪诞生!

 

佛系器官捐赠者——内源性逆转录病毒灭活小猪诞生!

 

       器官移植手术影响了全球数百万人的生命。每年能够用于移植的器官数量非常有限。据估计,在2016年,每天都有22名患者在等待器官移植的过程中死去。

90年代,科学家开始关注异种器官移植,他们发现,在动物中,猪的器官在尺寸与功能上和人体器官较为接近。但是,猪的基因组里含有内源性逆转录病毒(PERV),移植到人体后可能会引起免疫缺陷、肿瘤发生等健康隐患。

那么,如果猪的PERVs序列失活,能否解决器官异种移植的安全性问题呢?对此,杨璐菡,Church教授与浙江大学动物科学学院,云南农业大学合作于今年8月在Science杂志上发表了一篇名为“Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9”的最新研究文章,对让猪内源性逆转录病毒(PERV)失活能否阻止跨物种病毒传播进行了研究。

 首先,他们证实了从猪身上分离的PERVs病毒在体外不仅会从猪细胞感染人的细胞,还可在人细胞之间进行传播,如图1.

佛系器官捐赠者——内源性逆转录病毒灭活小猪诞生! 佛系器官捐赠者——内源性逆转录病毒灭活小猪诞生!

 图1

PK15与HEK-293T细胞共培养, PERV拷贝数随着培养时间增多,说明PERV可以从猪细胞感染人细胞。

PERV感染的HEK-293T与野生型HEK-293T共培养,2周后,野生型HEK-293T的PERV感染率从20%-97%不等,说明PERV可以在人与人细胞间进行传染。

然后,杨璐菡等人利用CRISPR/Cas9基因编辑技术敲除掉细胞中90%的病毒,发现细胞无法生长。为了防止基因编辑手段造成的基因损伤从而诱发细胞凋亡,  杨璐菡等人加入了p53 抑制剂(PFTα)和碱性成纤维细胞生长因子(bFGF),从而使细胞内源性PERV病毒100%失活时,细胞仍可生长。

最后,用CRISPR-cas9技术和小分子药物在猪的原代纤维细胞实现了25个基因位点的同时打靶,之后像克隆羊多莉一样,用被基因修饰的猪纤维细胞克隆出了猪,实现了世界首例内源性逆转录病毒灭活小猪的创造(图2)。并且小猪在出生后长达4个月正常生长,没有观测到被基因修饰的小猪和正常小猪有生理上的区别。

 佛系器官捐赠者——内源性逆转录病毒灭活小猪诞生! 

图2. 内源性逆转录病毒灭活小猪

内源性病毒灭活小猪的诞生,让我们从根本上解决了异种病毒传染的问题,当然这只是万里长征的第一步。与此同时,George Church等人还在努力尝试不同的基因编辑方法,提高猪的器官和人体的免疫兼容性。他们希望不久的将来,可以通过这些研究数据,和科学界及临床领域的研究者们交流分享免疫排斥方面的研究经验,一起推动整个异种器官移植领域在临床上的应用。

 原文链接:Dong Niu, Hong-Jiang Wei, Lin Lin et al. Inactivation of porcine endogenous retrovirus in pigs using CRISPR-Cas9. Science, Published online:10 Aug 2017, doi:10.1126/science.aan4187

 

 


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