重大突破！首次无需外源模板 使用CRISPR纠正多突变基因

2018年8月14日，麻省理工医学院Gao Guangping等研究组在Nature Biotechnology在线发表题为“Cas9-mediated allelic exchange repairs compound heterozygous recessive mutations in mice”的研究论文，该论文表明在I型遗传性酪氨酸血症和I型粘多糖贮积症小鼠模型中，腺相关病毒载体递送sgRNA向导的Cas9，诱导等位基因交换并挽救疾病表型。该方法将存在于两个杂合等位基因中的非突变遗传信息重组，为一个功能性等位基因而不使用供体DNA模板。

该研究也是首次通过CRISPR方法，无需外源模板纠正多突变的杂合型的小鼠疾病模型，这为进一步的临床应用提供了新的策略。

Cas9介导的基因编辑有望纠正人类疾病的DNA突变。 原则上，可以使用外源DNA模板通过同源定向修复（HDR）单独校正许多突变。 然而，单基因隐性遗传疾病通常涉及整个基因中存在的许多不同的突变。例如，FAH基因中超过95种已知突变可引起1型遗传性酪氨酸血症（HT1）。 不依赖于突变的基因修复策略可以避免递送外源DNA模板，从而大大简化了治疗方法的开发。

在杂合子中，突变基因的每个等位基因都具有不同的遗传病变。 大量人类常染色体隐性遗传性疾病 - 包括HT1和溶酶体疾病 - 是由这种复合杂合突变引起的。对于研究中，在I型遗传性酪氨酸血症和I型粘多糖贮积症小鼠模型中，腺相关病毒载体递送sgRNA向导的Cas9，诱导等位基因交换并挽救疾病表型。该方法将存在于两个杂合等位基因中的非突变遗传信息重组，为一个功能性等位基因而不使用供体DNA模板。

对于该方法有以下几个优点：首先，单个验证的sgRNA足以纠正多个不同的突变。其次，sgRNA可以靶向内含子位点，避免蛋白质编码序列中框外插入缺失的潜在破坏作用，并增加潜在靶位点的范围。最后，不需要外源DNA修复模板。

该研究也是首次通过CRISPR方法，无需外源模板纠正多突变的杂合型的小鼠疾病模型，这为进一步的临床应用提供了新的策略。等位基因交换方法有可能治疗大量患者，尽管更多罕见的纯合突变仍必须通过HDR修正。

原文链接：Cas9-mediated allelic exchange repairs compound heterozygous recessive mutations in mice