科學家利用基因編輯策略成功消除活體動物的HIV-1型感染

科學家利用基因編輯策略成功消除活體動物的HIV-1型感染

2017-05-07 艾馨家園

由於病毒能夠在潛伏病毒庫中隱藏起來，因此徹底治癒HIV感染仍然難以實現。2017年5月3日，在一份刊登在國際學術期刊《分子治療》（Molecular Therapy）的研究報告中，來自美國天普大學和匹茲堡大學的研究人員通過聯合研究發現，他們能夠從活體動物的基因組中切除HIV的DNA從而杜絕進一步的感染。同時本文中研究人員也首次在三種不同的動物模型中實現了這一「壯舉」，其中就包括人源化的小鼠模型（被移植人類免疫細胞並感染病毒）。

該團隊率先證明，利用強大的基因編輯技術CRISPR/Cas9能夠完全終止HIV-1型病毒複製，消除動物受感染細胞中的病毒。本次成果基於該團隊於2016年發表的概念驗證研究。當時研究人員將HIV-1型病毒的DNA整合到轉基因的大鼠和小鼠機體內每個組織的基因組中，並對這兩種模型進行研究；結果證實，這種策略能夠去除實驗動物機體內大部分組織基因組內插入的HIV-1靶向片段。

研究人員表示，這項研究的意義非常重大，不僅證實了此前研究的結果，而且提高了基因編輯策略的效率。他們還發現這種基因編輯策略在另外兩種小鼠模型中同樣有效，其中一種模型代表小鼠細胞的急性感染，另一種模型代表人類細胞的慢性或潛伏性感染。

在這項最新研究中，研究者對轉基因小鼠體內的HIV-1型病毒進行基因滅活，將病毒基因的RNA表達降低大約60%至95%，這也就證實了早期的研究發現。隨後他們在急性感染EcoHIV的小鼠機體中檢測了這套方法。研究人員解釋道，在急性感染期間，HIV病毒複製活躍。藉助感染EcoHIV的小鼠，他們能夠研究CRISPR/Cas9策略阻斷病毒複製並潛在抑制病毒系統性感染的能力。結果表明，這種新型策略針對感染EcoHIV的小鼠的切除效率能夠達到96%，這為使用CRISPR/Cas9方法進行預防性治療以清除HIV-1提供了首份證據。

在第三種動物模型中，研究人員在植入人類免疫細胞（包括T細胞）的人源化小鼠機體中再現了潛伏態的HIV-1感染，隨後再現了激活態。這些動物攜帶有潛伏在人類T細胞基因組中可以逃脫檢測的HIV病毒。在利用CRISPR/Cas9進行單次治療後，研究人員成功將病毒片段從植入在小鼠組織和器官的被潛伏態病毒感染的人類細胞中去除。

在三種動物模型中，研究人員基於AAV-DJ/8亞型並利用了一種重組腺相關病毒（rAAV）載體運輸方法進行研究。AAV-DJ/8亞型能夠結合多種血清型，從而為CRISPR/Cas9技術提供更廣泛的細胞靶點。同時他們還對此前的基因編輯工具進行了重新設計使其能夠攜帶四種導向RNAs，因而可以從宿主的細胞基因組中有效切除整合的HIV-1病毒 DNA，並避免潛在的HIV-1突變逃逸。

為了確定這種新型策略的成功性，研究小組測定了HIV-1型病毒的RNA水平，並且利用一套新型的活體生物發光成像方法進行研究。這種成像方法能夠從時空定位機體中被HIV-1感染的細胞，同時還能夠幫助研究者實時觀察到HIV-1病毒複製，以及有效發現潛在受感染細胞和組織中的HIV-1病毒庫。

這項研究為今後研究人員尋找治療HIV感染的永久性療法提供了新的思路。研究人員下一步將會在更適合研究HIV病毒感染所引發疾病的動物模型——靈長類動物中重複相關的研究，從而深入闡明如何利用新型基因編輯技術來有效消除位於受潛伏態病毒感染的T細胞和其它「庇護所」中HIV-1型病毒的DNA，當然研究者最終的目標還是在感染者中進行相關的臨床試驗。 （來源：中國疾病預防控制中心）

參考來源：

中文新聞鏈接：

http://www.chinacdc.cn/gwxx/201705/t20170505_142693.html

英文新聞鏈接：

https://medicalxpress.com/news/2017-05-gene-strategy-hiv-infection-animals.html

文獻鏈接：

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