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首次从动物基因组中去除 HIV 病毒 DNA

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研究人员首次从活的动物基因组中消除了具有复制能力的人类免疫缺陷症病毒1型的DNA,它标志着人类向治愈艾滋病毒感染迈出了关键一步。

利用包含CRISPR的联合疗法治疗感染HIV的小鼠 |《自然-通讯》

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论文标题:Sequential LASER ART and CRISPR Treatments Eliminate HIV-1 in a Subset of Infected Humanized Mice

Kamel Khalili 博士是美国天普大学路易斯·卡茨医学院神经病毒中心和神经科学系主任,拥有“劳拉·卡内尔教授”职称。| 图片来源:天普大学路易斯·卡茨医学院

期刊:Nature Communications

翻译 吴娜

作者:Prasanta K. Dash, Rafal Kaminski, Ramona Bella, Hang Su, Saumi Mathews, Taha M. Ahooyi, Chen Chen, Pietro Mancuso, Rahsan Sariyer, Pasquale Ferrante, Martina Donadoni, Jake A. Robinson, Brady Sillman, Zhiyi Lin, James R. Hilaire, Mary Banoub, Monalisha Elango, Nagsen Gautam, R. Lee Mosley, Larisa Y. Poluektova, JoEllyn McMillan, Aditya N. Bade, Santhi Gorantla, Ilker K. Sariyer, Tricia H. Burdo, Won-Bin Young, Shohreh Amini, Jennifer Gordon, Jeffrey M. Jacobson, Benson Edagwa, Kamel Khalili, Howard E. Gendelman

审校&编辑 沛米

发表时间:2019/07/02

天普大学路易斯·卡茨医学院和内布拉斯加州大学医学中心的研究人员进行了一项重大合作,他们首次从活的动物基因组中消除了具有复制能力的人类免疫缺陷症病毒 1 型的 DNA。这项研究于 7 月 2 日上线,发表在《自然通讯》(Nature Communications)杂志上,它标志着人类向治愈艾滋病毒感染迈出了关键一步。

数字识别码: 10.1038/s41467-019-10366-y

“我们的研究显示,通过抑制艾滋病毒的复制,并按既定顺序对基因进行编辑,可以从受感染动物的细胞和器官中消除艾滋病毒。”Kamel Khalili 博士如是说。他是美国天普大学路易斯·卡茨医学院神经病毒中心和神经科学系主任,拥有“劳拉·卡内尔教授”职称。除了Khalili 博士,该研究的带头人还有 Howard Gendelman 博士,他是 UNMC 药理学和实验神经科学系主任、神经退行性疾病中心主任、传染病和内科教授,拥有“玛格丽特·拉森教授”职称。

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“如果没有病毒学家、免疫学家、分子生物学家、药理学家和药学专家的共同努力,这项成就是不可能实现的,”Gendelman 博士表示。“只有把我们的资源集中起来,才能做出这一突破性的发现。”

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目前的艾滋病毒治疗方法侧重于使用抗逆转录病毒治疗。该方法可以抑制艾滋病毒的复制,但不能将病毒从体内消除。因此,抗逆转录病毒治疗不能从根本上治愈艾滋病毒,而且需要终生治疗。一旦停止,艾滋病毒就会反弹,重新复制并加重病情。艾滋病毒反弹的直接原因归咎于病毒将其 DNA 序列整合到免疫系统细胞基因组中,并在此处休眠状态,而抗逆转录病毒药物无法触及。

根据《自然-通讯》发表的一项研究Sequential LASER ART and CRISPR Treatments Eliminate HIV-1 in a Subset of Infected Humanized Mice使用一种持续的药物递送系统和基于CRISPR-Cas9的基因编辑技术进行治疗后,在一个感染HIV的小鼠子群中未检测到该病毒。总计13只小鼠在两次单独的试验中接受了联合治疗,其中5只在治疗后长达5周的时间里未出现HIV感染迹象。相比之下,在单独接受了其中某一种疗法的小鼠中,很容易就能检测到HIV。

在之前的工作中,Khalili 博士的团队使用 CRISPR-Cas9 技术开发出一种新的基因编辑和基因治疗传递系统,旨在从包含病毒的基因组中去除艾滋病毒的 DNA。在大鼠和小鼠中,研究人员发现基因编辑系统可以有效地从感染细胞中去除大量艾滋病毒的 DNA片段,显着影响病毒基因的表达。然而,与 ART 类似,单靠基因编辑本身并不能完全消除艾滋病毒。

目前,感染了HIV的病人主要依靠各种抗病毒药物进行治疗。但是,这种疗法并不能治愈病人,而且需要终身服药。

在这项新研究中,Khalili 博士和同事将他们的基因编辑系统与最近开发的一种名为长效缓释抗逆转录病毒治疗(LASER ART)的治疗策略相结合。LASER ART 是由 Gendelman 博士和 UNMC 药理学助理教授 Benson Edagwa 博士共同研究出来的。

图1: 感染HIV-1的人源化小鼠体内的病毒情况及人类免疫表达情况 图源:Dash等

LASER ART 的目是病毒庇护所,能够在较长时间内维持低水平的艾滋病毒复制,从而降低 ART 的频率。由于抗逆转录病毒药物的化学结构发生了药理学变化,这些长效药物得以问世。经过修饰的药物被包装成纳米晶体,很容易分散到艾滋病毒可能潜伏的组织中。在细胞内储存了数周的纳米晶体从那里慢慢释放药物。

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