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右圖發出紅色螢光的細胞為經過基因編輯的實驗鼠細胞（圖：Bryan Peacker/Wagers Laboratory at Harvard University）
幹細胞（Stem cells）具有發展成體內各種細胞的能力，藉由這種性質，使得幹細胞在醫療使用上具有優良的潛力。在過去，科學家一直無法成功直接在生物體內進行基因編輯。而日前，一組研究團隊首次成功在實驗鼠體內對幹細胞進行基因編輯。
幹細胞
對幹細胞進行基因改造一直相當困難，例如進行骨髓移植（bone marrow transplant）時，必須要先將製造紅血球的骨髓幹細胞取出，進行基因改造後才能再植入回患者體內。參與研究的哈佛大學（Harvard University）艾米·瓦格斯博士（Amy Wagers）表示：「當你將幹細胞自體內取出時，你等於將它們移出了提供其營養與維持生存的複雜環境中，它們會因此受到某種驚嚇。」他進一步補充：「分離過程會影響到它們，移植過程也會影響到它們。因此我們想要在保持其與其他細胞相互控制的狀態，對幹細胞進行基因改造。」
腺相關病毒
研究人員成功使用腺相關病毒（Adeno-associated virus，簡稱 AAV）達成此目標。這種病毒能進入人體內感染，並改變人體或動物細胞，同時又不會引起疾病。在對實驗鼠的試驗中，研究人員將 CRISPR 基因編輯技術用於 AAV，並提供給不同種類的皮膚、血液、肌肉細胞，以及類似幹細胞的前驅細胞（progenitor cells）。
透過活化特定的基因，研究人員可以用紅色螢光觀測基因改造是否成功。結果發現，骨骼肌肉幹細胞的成功率為 60 %、骨髓幹細胞為 38 %、皮膚前驅細胞為 27 ％。雖未達到高成功率，但這是一個好的開始。此外，研究人員也發現幹細胞傳播至生物體內各處的改變證據。
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未來發展
參與該研究的伯勞德研究所（Broad Institute）塔貝博德巴爾博士（Sharif Tabebordbar）對研究結果表示：「截至目前為止，利用 AAV 傳遞健康基因至幹細胞中仍無法實際應用於醫療上。因為細胞在生物體內分化的速率過快，傳遞進入的基因會很快被稀釋掉。」
雖仍需要更多的研究才能開拓其應用至人體，但此研究成功顯示 AAV 與 CRISPR 確實能在生物體內進行基因改造，並證明能在幹細胞的自然生存環境中進行研究，而非限制於實驗室的培養皿，開啟了新的研究方式。
參考資料：
Nield, D. (n.d.). Breakthrough Mouse Research Shows Stem Cells Can Be Genetically Edited Inside The Body. ScienceAlert
Goldstein, J. M., Tabebordbar, M., Zhu, K., Wang, L. D., Messemer, K. A., Peacker, B., . . . Wagers, A. J. (2019). In Situ Modification of Tissue Stem and Progenitor Cell Genomes. Cell Reports,27(4). doi:10.1016/j.celrep.2019.03.105
摘自:明日醫學 |
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發表於 2019-8-27 10:14:14
