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宾夕法尼亚大学公园-一种使用CRISPR / Cas9系统进行基因编辑的新方法，可以绕开基因中的致病突变，从而能够治疗与单个基因相关的遗传疾病，例如囊性纤维化，某些类型的镰状细胞性贫血以及其他罕见疾病。该方法是由宾夕法尼亚州立大学的研究人员在小鼠和人体组织培养物中开发和测试的，涉及插入一个新的，功能齐全的基因拷贝来取代突变的基因。
4月20日在线发表在《分子疗法》杂志上的一篇论文中描述了该方法的概念验证。
CRISPR / Cas9系统提供了有希望的新基因疗法，可以靶向和纠正基因中的致病突变。在这个过程中，一种细菌蛋白Cas9在特定位置切割DNA，然后在修复DNA之前可以编辑，修剪或插入新的遗传序列。但是，当前的维修策略有两个主要限制。首先，被称为“同源性定向修复”的常见修复策略需要使用细胞内仅在细胞分裂过程中存在的特定蛋白质，这意味着基因修复过程无法用于大多数很少发生细胞分裂的成年组织中。
宾夕法尼亚州立大学生物学教授，该论文的高级作者道格拉斯·卡夫纳说：“第二个挑战来自这样一个事实，即即使是由单个基因引起的疾病，也可能是由该基因内的各种不同突变引起的。” 。“通过同源性修复，我们需要针对每种突变设计和测试策略，这可能既昂贵又费时。在这项研究中，我们设计了一种称为“选择法规旁路修复”的方法。 (CRBR)，可用于分裂和非分裂的细胞和组织中，以及用于基因内的一系列突变，这种方法特别适用于由单个基因引起的罕见遗传疾病，这种疾病通常需要有限的时间和资源。设计和测试许多可能的致病突变。”
CRBR利用CRISPR / Cas9系统和称为“非同源末端连接”的细胞修复途径，将基因序列插入突变基因的启动子区域之间，该基因序列控制该基因何时何地起作用，以及基因的突变部分。新插入的序列包含正常基因的浓缩形式，用于代替突变形式。插入序列末端的终止子序列阻止使用剩余的下游突变基因。由于CRBR不依赖于同源性指导修复所需的蛋白质，因此可用于所有类型的成人组织。
宾夕法尼亚州立大学的研究生，该论文的第一作者胡静洁说：“我们的方法选择了基因的天然启动子。”“这意味着新插入的基因将在其替换的基因的同时，在细胞内以适当的水平表达。这对其他类型的基因疗法是有利的，这些疗法依靠外部启动子来驱动高水平的基因表达。如果产生过多或在某些生理条件下缺少必要的调节反应，可能导致负面影响的基因表达。”
研究小组进行了一系列概念验证实验，以证明该方法的实用性。他们首先关注PERK基因，这种基因突变会导致一种罕见的疾病，称为Wolcott-Rallison综合征。当从父母双方遗传的基因的拷贝发生突变时，就会导致这种综合症。这是一种“隐性”疾病，可能导致新生儿糖尿病，骨骼问题，生长迟缓和其他症状。