Mybiosource基因编辑技术HIV及研究工具

作者：杨超月

用于编辑基因的 CRISPR/Cas 系统的开发正在彻底改变基因工程。1 , 2与疾病过程（例如 HIV 感染）相关的生物途径特别令人感兴趣。3 HIV 通过感染和破坏免疫系统的细胞，特别是对哺乳动物适应性免疫反应很重要的 T 细胞，对免疫系统造成严重损害。不同的研究实验室已经开发了 CRISPR/Cas 基因编辑模型，以试图减少 HIV 感染。

CRISPR/Cas 最初被发现是原核适应性免疫系统的关键组成部分。CRISPR 代表成簇的规则间隔的短回文重复序列，它是包含短重复碱基 DNA 序列的原核 DNA 片段。重复由短间隔外源 DNA 隔开，该外源 DNA 源自原核生物（细菌和古生菌）先前暴露于质粒或噬菌体病毒。

CRISPR 与 CRISPR 相关 (CAS) 基因协同发挥作用，使原核适应性免疫系统能够识别、响应和消除外源 DNA。CRISPR/Cas 基因编辑被称为分子剪刀，因为它基本上将外源 DNA（质粒和噬菌体）从原核基因组中剪掉。已将原核生物中的 CRISPR/Cas 基因编辑与真核生物中的 RNA 干扰或基因沉默进行了类比。

正在利用原核 CRISPR/Cas 机制来开发丰富的编辑工具，例如用于哺乳动物细胞的 CRISPR/Cas9。CRISPR/Cas9 有两个主要组成部分：Cas9 和 RNA 向导，后者通过互补核苷酸结合将 Cas9 靶向特定的 DNA 片段。Cas9 是一种核酸内切酶，通过与向导 RNA 结合以序列特异性方式切割双链 DNA。引导 RNA 包含与目标 DNA 配对的核苷酸。

RNA 向导经过基因工程改造，可与选择的基因靶标配对，并与 Cas9 一起递送至细胞。当 RNA 将 Cas9 引导至目标基因组序列时，它允许 Cas9 在基因组中选定的目标点切割两条 DNA 链。然后可以在 Cas9 切割位点修改、插入或移除 DNA。

研究人员设计了 RNA 指导，以指导 Cas9 切割含有必需基因或长末端重复序列的 HIV 病毒 DNA 的不同区域。3 CRISPR/Cas9 基因编辑可显着抑制各种研究细胞模型中的 HIV 病毒产生和感染，包括人类多能干细胞、原代 CD4+ T 细胞和 CD4+ T 细胞系。从理论上讲，消除受感染细胞中病毒表达所必需的 HIV 病毒 DNA 或基因应该能够灭活或摆脱 HIV 感染。

不幸的是，研究人员还在一些实验中显示细胞产生了 CRISPR/Cas9 抗性突变。当 Cas9 被定向切割时，这些突变聚集在病毒位点。Cas9 无法切割目标位点，因此 CRISPR/CAS9 攻击无效。3 HIV 与其他病毒一样，已知具有发展对其他攻击机制（例如人类免疫系统和抗病毒药物）的抵抗力的发达能力。

在对抗 HIV-1 感染的另一种方法中，CRISPR/Cas9 已被用于消除 5 型趋化因子受体 (CCR5) 的表达。4CCR5 是一种辅助受体，某些 HIV 类型需要它才能进入 T 细胞并引起 HIV 感染。研究人员用靶向 CCR5 的 CRISPR/CAS9 载体破坏了 CD34 阳性造血干细胞和祖细胞中的 CCR5 基因。研究人员表明，CCR-5 突变克隆保留了分化成多个造血谱系的能力，并且很少引入脱靶突变。这很重要，因为在基因编辑技术的关注中，安全性很高。因此，必须证明经过编辑的细胞仍然可以发挥作用，并且避免了意外的、可能有害的突变。CRISPR/CAS 系统的成功和对局限性的认识都在推动优化策略。

重要的是，突变 CCR5 的策略已在使用锌指核酸酶 (ZFN) 的初始临床医学研究试验中成功测试。ZFN 与 CRISP/Cas 一样，也是有前途的基因编辑分子剪刀工具，用于减少细胞中的 HIV 表达。ZFN 是通过将 DNA 切割核酸酶结构域与锌指 DNA 结合结构域融合而产生的。与 CRISPR/Cas 技术中使用的 RNA 向导一样，锌指结构域可以设计为靶向特定的 DNA。包含 Fok1 限制性内切酶的核酸酶结构域是分子剪刀组件，可催化切割目标 DNA。SB-728-T，也称为 CCR5-ZFN，是一种在研基因治疗 ZFN 药物（clinicaltrials.gov：NCT01543152、NCT01252641 和 NCT01044654）。

CCR5-ZFN 的机制是基于 CCR5 的基因工程修饰，使 CCR5 无功能，细胞更能抵抗 HIV 感染。CCR5-ZFN 试剂是自给定个体获得的自体 T 细胞，例如 CD4+ T 细胞，通过锌指核酸酶在 CCR5 基因上进行基因修饰并重新引入宿主生物体。修饰后的 CCR5 基因座可能消除 HIV 进入并感染 T 细胞的一个场所（CCR5 受体）。4 CCR5-ZFN/SB-728-T 正在用于研究以确定 CCR5 转基因细胞是否对 HIV 感染具有抗性。研究人员还渴望确定 CCR5-ZFN/SB-728-T 是否可以将自身复制到额外的抗性细胞中，并通过阻止 HIV 进入细胞来恢复受感染宿主的免疫细胞功能。

Mybiosource基因编辑技术HIV及研究工具

艾美捷Mybiosource 为基因编辑研究用途提供以下研究工具：

人趋化因子受体 5 型 (CCR5)，ELISA 试剂盒（#MBS2020083）

CRISPR/Cas9，单克隆抗体（#MBS375383）

S. Pyogenes CRISPR 相关蛋白 9 核酸酶，重组蛋白（#MBS140642）

HIV（人类免疫缺陷病毒）ELISA 试剂盒（#MBS766122）

HIV-2 gp39，单克隆抗体（#MBS430025）

HIV Gp41/gg36，重组蛋白（#MBS319756）

HIV-1 p24，单克隆抗体（#MBS8241470）

HIV-1 Tat 相互作用蛋白 2 单克隆抗体 ELISA 试剂盒（#MBS732587）

艾美捷Mybiosource提供相关参考文献：

1. Mojica FJ M, Rodriguez-Valera, F. The discovery of CRISPR in archaea and bacteria. 2016. FEBS J, 283: 3162-3169. doi:10.1111/febs.

2. Tschaharganeh DF, Lowe SW, Garipp RJ, Livshits G. Using CRISPR/Cas to study gene function and model disease in vivo. 2016. FEBS J, 283: 3194-3203. doi:10.1111/febs.13750

3. Liang C, Wainberg MA, Das, AT, Berkhout B. 2016. CRISPR/Cas9: a double-edged sword when used to combat HIV infection. Retrovirology, 13:37. doi:10.1186/s12977-016-0270-0

4. Savic N, Schwank G. 2016 Advances in therapeutic CRISPR/Cas9 genome editing. Translational Res 168:15-21Khan doi: dx.doi.org/10.1016/j.trsl.2015.09.008返回搜狐，查看更多