干细胞技术结合CRISPR，为阿尔茨海默病新药研发

作者：张馨予

　　众多研究表明，小胶质细胞正在成为神经系统疾病的关键驱动因素。通常来说，作为“大脑清洁工”的小胶质细胞能够清除死亡的神经元和不需要的蛋白质，包括阿尔茨海默病的病理标志——β淀粉样斑块。但反应过度的小胶质细胞会引起炎症，导致神经元死亡或神经元通讯中关键突触的丧失，从而加剧神经变性。不过目前，科学家对调节小胶质细胞功能的遗传调控网络，以及它们是如何影响阿尔茨海默病的机制所知有限。

　　近期，加州大学旧金山分校（UCSF）学者领导的一个团队开发了一个CRISPR基因编辑平台，通过CRISPR技术筛选来自人类诱导多能干细胞（iPSCs）的特制小胶质细胞，研究人员确定了各种状态下的小胶质细胞的潜在可操作遗传调节因子，为开发阿尔茨海默病的疗法提供了可能的方向。

　　CRISPR可以简便地关闭或增强基因表达，帮助科学家发现想了解的细胞机制。尽管该技术已经被广泛地应用于生物医学研究领域，但在小胶质细胞中，传统的CRISPR很难发挥作用，因为这种细胞会抵抗用于递送CRISPR工具的慢病毒。而在细胞成熟之前引入CRISPR将会是一个漫长的过程，还可能会限制分化过程中的细胞数量。

　　为此，该团队开发了一种表达六种转录因子的人类iPSC系，可以快速（8天内）有效地产生小胶质细胞样细胞。然后，研究人员在该系统中建立了可诱导的CRISPR干扰和激活，并针对“可成药基因组”文库进行了三次筛选。该文库由2325个编码蛋白激酶和其他可成药蛋白的基因组成。

　　通过这种筛选方法，研究人员发现了控制小胶质细胞存活、活化和吞噬作用的基因，包括神经变性相关基因。例如，他们发现影响小胶质细胞存活和神经元存活的基因是完全不同的——降低集落刺激因子（CSF）受体家族中CSF1R的表达能够显著降低小胶质细胞的存活率，但对神经元的存活没有影响。也就是说，CSF1R仅是小胶质细胞存活的调节剂。

　　此外，研究人员还有许多有趣的发现，例如：减少线粒体复合物I的成员可以促进小胶质细胞的炎症；CD209蛋白的过表达会大大增加小胶质细胞的活性，是控制小胶质细胞错误消耗神经元突触的遗传因素；与神经退行性疾病相关的基因PFN1可能是小胶质细胞吞噬作用的调节剂等等。

　　在研究的最后，根据小胶质细胞的遗传特征将它们进行区分，研究人员发现SPP1高表达的小胶质细胞与阿尔茨海默病、多发性硬化和脑癌小鼠模型中的疾病有关，而第一三共的CSF1R抑制剂PLX3397可以大大减少这一有问题的小胶质细胞群。

　　该团队表示，下一步将利用这种速生干细胞技术结合CRISPR技术的新平台来进一步探索如何找到可以作用于相关基因或蛋白质的现成的化合物，以使患病的小胶质细胞恢复到健康状态。

　　药明康德（603259）为全球生物医药行业提供一体化、端到端的新药研发和生产服务，服务范围涵盖化学药研发和生产、生物学研究、临床前测试和临床试验研发、细胞及基因疗法研发、测试和生产等领域。如您有相关业务需求，欢迎点击下方图片填写具体信息。