HIV基因編輯技術介紹

基因編輯技術在艾滋病毒研究中展現出前景

用於(yu) 編輯基因的 CRISPR/Cas 係統的發展正在改變基因工程。1 , 2與(yu) HIV 感染等疾病過程相關(guan) 的生物途徑尤其令人感興(xing) 趣。3 HIV 通過感染和破壞免疫係統細胞，特別是對哺乳動物適應性免疫反應至關(guan) 重要的 T 細胞，對免疫係統造成嚴(yan) 重損害。不同的研究實驗室開發了 CRISPR/Cas 基因編輯模型，試圖減少 HIV 感染。

CRISPR/Cas最初被發現是原核適應性免疫係統的關(guan) 鍵組成部分。 CRISPR 代表成簇規則間隔的短回文重複，它們(men) 是包含堿基 DNA 序列短重複的原核 DNA 片段。重複序列由短間隔外源 DNA 分隔開，該外源 DNA 源自原核生物（細菌和古細菌）先前暴露於(yu) 質粒或噬菌體(ti) 病毒。

CRISPR 與(yu) CRISPR 相關(guan) (CAS) 基因協調發揮作用，使原核適應性免疫係統能夠識別、響應和消除外源 DNA。 CRISPR/Cas基因編輯被稱為(wei) 分子剪刀，因為(wei) 它本質上是從(cong) 原核生物基因組中剪掉外源DNA（質粒和噬菌體(ti) ）。原核生物中的 CRISPR/Cas 基因編輯類似於(yu) 真核生物中的 RNA 幹擾或基因沉默。

原核 CRISPR/Cas 機製被用來開發一係列豐(feng) 富的編輯工具，例如用於(yu) 哺乳動物細胞的 CRISPR/Cas9。 CRISPR/Cas9 有兩(liang) 個(ge) 主要組件：Cas9 和 RNA 向導，後者通過互補核苷酸結合將 Cas9 靶向特定的 DNA 片段。 Cas9 是一種核酸內(nei) 切酶，通過與(yu) 向導 RNA 結合，以序列特異性方式切割雙鏈 DNA。指導 RNA 包含與(yu) 目標 DNA 配對的核苷酸。

RNA 向導經過基因工程改造，可與(yu) 選定的基因靶標配對，並與(yu) Cas9 一起遞送至細胞。當 RNA 引導 Cas9 到達目標基因組序列時，它允許 Cas9 在基因組中選定的目標點切割兩(liang) 條 DNA 鏈。然後可以在 Cas9 切割位點修改、插入或去除 DNA。

研究人員設計了 RNA 向導來指導 Cas9 切割含有必需基因或長末端重複序列的 HIV 病毒 DNA 的不同區域。3 CRISPR/Cas9 基因編輯可顯著抑製各種研究細胞模型中的 HIV 病毒產(chan) 生和感染，包括人類多能幹細胞、原代 CD4+ T 細胞和 CD4+ T 細胞係。理論上，消除感染細胞中病毒表達所必需的HIV病毒DNA或基因應該能夠滅活或消除HIV感染。

不幸的是，研究人員還在一些實驗中發現細胞產(chan) 生了 CRISPR/Cas9 抗性突變。當 Cas9 被引導切割時，這些突變聚集在病毒位點。 Cas9 無法切割目標位點，因此 CRISPR/CAS9 攻擊無效。3 HIV 與(yu) 其他病毒一樣，具有進化出對其他攻擊機製（例如人類免疫係統和抗病毒的藥物）的抵抗力的能力。

在另一種對抗 HIV-1 感染的方法中，CRISPR/Cas9 已被用來消除趨化因子受體(ti) 5 型 (CCR5) 的表達。4CCR5 是一種輔助受體(ti) ，某些 HIV 類型需要 CCR5 才能進入 T 細胞並引起 HIV 感染。研究人員利用靶向 CCR5 的 CRISPR/CAS9 載體(ti) 破壞了 CD34 陽性造血幹細胞和祖細胞中的 CCR5 基因。研究人員表明，CCR-5 突變克隆保留了分化為(wei) 多種造血譜係的能力，並且很少引入脫靶突變。這很重要，因為(wei) 安全性是基因編輯技術重要問題。因此，有必要證明經過編輯的細胞仍然可以發揮作用，並避免意外的、可能有害的突變。 CRISPR/CAS 係統的成功和局限性的認識都在推動優(you) 化策略。

重要的是，突變 CCR5 的策略已在使用鋅指核酸酶 (ZFN) 的初步臨(lin) 床醫學研究試驗中成功進行了測試。 ZFN 與(yu) CRISP/Cas 一樣，也是有前途的基因編輯分子剪刀工具，用於(yu) 減少細胞中 HIV 的表達。 ZFN 是通過將 DNA 切割核酸酶結構域與(yu) 鋅指 DNA 結合結構域融合而生成的。與(yu) CRISPR/Cas 技術中使用的 RNA 向導一樣，鋅指結構域可以被設計為(wei) 靶向特定的 DNA。含有 Fok1 限製性酶的核酸酶結構域是分子剪刀組件，可催化切割目標 DNA。 SB-728-T，也稱為(wei) CCR5-ZFN，是一種研究性基因治療 ZFN 藥物（clinicaltrials.gov：NCT01543152、NCT01252641 和 NCT01044654）。

CCR5-ZFN 的機製基於(yu) CCR5 的基因工程修飾，使 CCR5 失去功能，細胞對 HIV 感染具有更強的抵抗力。 CCR5-ZFN 試劑是從(cong) 給定個(ge) 體(ti) 獲得的自體(ti) T 細胞，例如 CD4+ T 細胞，通過鋅指核酸酶對 CCR5 基因進行遺傳(chuan) 修飾，然後重新引入宿主生物體(ti) 。修改後的 CCR5 基因座可能消除 HIV 進入並感染 T 細胞的一個(ge) 場所（CCR5 受體(ti) ）。4 CCR5-ZFN/SB-728-T 用於(yu) 研究以確定 CCR5 轉基因細胞是否能夠抵抗 HIV 感染。研究人員還渴望確定 CCR5-ZFN/SB-728-T 是否可以將自身複製到其他耐藥細胞中，並通過阻止 HIV 進入細胞來恢複受感染宿主的免疫細胞功能。

MyBiosesource 提供以下用於(yu) 基因編輯研究用途的產(chan) 品：

• 人趨化因子受體(ti) 5 型 (CCR5)，ELISA 試劑盒（目錄號 #MBS2020083）

• CRISPR/Cas9，單克隆抗體(ti) （貨號#MBS375383）

• 化膿性鏈球菌 CRISPR 相關(guan) 蛋白 9 核酸酶，重組蛋白（目錄號 #MBS140642）

• HIV（人類免疫缺陷病毒）ELISA 試劑盒（貨號#MBS766122）

• HIV-2 gp39，單克隆抗體(ti) （貨號#MBS430025）

• HIV Gp41/gg36，重組蛋白（貨號#MBS319756）

• HIV-1 p24，單克隆抗體(ti) （貨號#MBS8241470）

• HIV-1 Tat 相互作用蛋白 2 單克隆抗體(ti) ELISA 試劑盒（產(chan) 品目錄號 #MBS732587）