杜克大学研究人员将 $6M 获得联邦拨款以推进基因编辑

2020年1月3日

血友病。囊性纤维化。杜氏肌营养不良症。亨廷顿氏病。这些只是人体 DNA 突变引起的数千种疾病中的一小部分。直到最近，由于基因组编辑工具（例如 CRISPR）的发展，治疗这些使人衰弱的疾病的根本原因才成为可能，它可以改变细胞和组织中的 DNA 序列，从源头上纠正根本错误——但在此之前必须克服重大障碍基因组编辑疗法已准备好用于人类。

进入美国国立卫生研究院共同基金体细胞基因组编辑（SCGE）该计划成立于 2018 年，旨在帮助研究人员开发和评估准确、安全和有效的基因组编辑疗法，用于受每种疾病影响的身体细胞和组织（又称体细胞）。

如今，杜克大学持续提供的三项研究经费总计超过 $6 百万美元，与耶鲁大学、加州大学伯克利分校和加州大学戴维斯分校并列为 NIH SCGE 项目支持的最多项目。

在 2019 年 SCGE 颁奖周期中，鲁尼家族生物医学工程副教授 Charles Gersbach 以及杜克大学和北卡罗来纳州立大学的合作者获得了两项资助：第一项将允许他们研究 CRISPR 基因组编辑如何影响工程化的人类肌肉组织，而第一项将允许他们研究 CRISPR 基因组编辑如何影响工程化的人类肌肉组织。第二个项目将开发新的 CRISPR 工具来打开和关闭基因，而不是永久改变目标 DNA 序列。这项工作建立在 2018 年 SCGE 资助的基础上，该资助由外科系基因治疗教授兼主任 Aravind Asokan 领导，该资助重点是使用腺相关病毒向神经肌肉组织提供基因编辑工具。

“杜克大学和更广泛的研究三角有一支由工程师、科学家和临床医生组成的令人惊叹的团队，他们围绕着研究和操纵人类基因组来治疗疾病的挑战，从交付到建模到构建新工具，”格斯巴赫说。他的同事最近成立了杜克大学先进基因组技术中心（CAGT），该中心是普拉特工程学院、三一艺术与科学学院和医学院的合作项目。 “我们非常高兴能够成为这些努力的中心，并非常感谢 NIH SCGE 计划为实现这一愿景提供的支持。”

对于他们的第一笔资助，Gersbach 将与杜克大学生物医学工程学院的 Nenad Bursac 和 George Truskey 合作，监测基因组编辑如何影响工程化的人类肌肉组织。通过他们的新项目，该团队将使用人类多能干细胞在实验室中制造人类肌肉组织，特别是经常受到遗传疾病影响的骨骼肌和心肌。这些系统将作为更准确的模型来监测人体组织的健康状况、靶向和脱靶基因组修饰、组织再生以及 CRISPR 介导的基因组编辑期间可能的免疫反应。

“目前，大多数基因测试都是使用动物模型进行的，但这些模型并不总是能准确地复制人类对治疗的反应，”古德森生物医学工程教授特鲁斯基说。

Bursac 补充道：“我们在利用正确的细胞类型和生理学来改造人类心脏和骨骼肌组织以模拟对 CRISPR 等基因编辑系统的反应方面有着悠久的历史。通过这些平台，我们希望帮助预测肌肉在人体试验中的反应。”

Gersbach 将与杜克大学生物统计学和生物信息学副教授 Tim Reddy 以及北卡罗来纳州立大学益生菌研究 Todd R. Klaenhammer 杰出教授 Rodolphe Barrangou 合作获得第二笔资助。 Gersbach 表示，这有可能将基因组编辑技术的影响扩展到更广泛的疾病，因为许多常见疾病，例如神经退行性疾病和自身免疫性疾病，都是由某些基因过多或过少而不是单一基因引起的。突变。这项工作建立在 Gersbach、Barrangou 和 Reddy 之前合作开发的基础上用于基因调控的新 CRISPR 系统和调节表观基因组而不是永久删除DNA序列.

Aravind Asokan 领导了杜克大学的首期 SCGE 资助，该资助旨在探索下一代腺相关病毒 (AAV) 的进化，该病毒已成为一种安全有效的系统，可以向靶细胞提供基因治疗，特别是那些涉及脊髓等神经肌肉疾病的细胞肌萎缩症、杜氏肌营养不良症和其他肌病。然而，将基因组编辑工具传递给神经肌肉组织的干细胞尤其具有挑战性。 Asokan 和 Gersbach 之间的合作建立在他们之前使用 AAV 和 CRISPR 治疗 DMD 动物模型.

“我们的目标不仅是纠正成熟肌肉细胞中的突变，还包括再生骨骼肌组织的肌肉干细胞中的突变，”Asokan 解释道。 “这种方法对于确保肌肉中基因组编辑的长期稳定性至关重要，最终我们希望建立一个范式，使我们的横切病毒进化方法能够在多个器官系统中实现高效编辑。”

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(C) 杜克大学

原文来源： WRAL 技术线