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【盘点】基因编辑胚胎将何去何从?

2016-05-04

去年,来自中山大学的研究人员在Protein & Cell杂志上表示,他们已经成功利用CRISPR/Cas9系统对人类胚胎基因组进行改造,随后在全球范围内引发了新一轮的伦理学争论;而就在前不久,来自广州医科大学的研究人员又发布了相关对胚胎进行编辑的最新研究,相关研究刊登在了the Journal of Assisted Reproduction and Genetics杂志上文章中研究人员利用基因编辑技术CRISPR/Cas9对人类胚胎进行了遗传性修饰,于是乎,在中国或者说是在全球的第二例基因编辑胚胎相关研究一时间在全世界又炸开了锅。

如同去年中山大学出现的全球首个人类胚胎细胞基因修饰的研究一样,这项研究一经发表,就引起Nature等权威学术杂志的关注。只不过经历了去年一年的激烈讨论之后,研究者以及公众现在更加理性地看待此类研究。

来自波士顿儿童医院的George Daley表示,这项研究推动了CRISPR技术未来对人类细胞精准编辑的应用,但并未提供太多的证据,此前已有研究者对这方面论证过。CRISPR技术成为潜在的具有应用价值的技术,仍需很长的一段时间。来自埃默里大学的神经生物学家Xiao-Jiang Li认为,这项研究强调,“我们对细胞的精准编辑仍存在大量的技术瓶颈。事实上,此类实验可先在非人灵长类动物身上进行,然后再来对人类细胞进行有效的编辑。”

本文中小编就基因编辑胚胎相关进展进行了盘点。

【1】中国发表全球第二篇人类胚胎基因编辑研究成果

继去年中国科学家发表人类胚胎基因编辑论文并引发国际争议后,日前,广州医科大学附属第三医院博士范勇团队,又在国际期刊《辅助生殖与遗传学》上刊发了人类胚胎基因编辑的最新研究成果。

虽然《辅助生殖与遗传学》的影响因子仅1.718,但论文发表后,《自然》等国际顶级学术期刊纷纷发表跟踪报道,范勇等人也成为继去年中山大学副教授黄军就团队之后,国际上第二个发表关于人类胚胎基因编辑研究成果的团队。

不过,中国并非唯一从事人类胚胎基因编辑研究的国家,瑞典和英国在人类胚胎研究方面的积极态度,使人类胚胎基因编辑研究也在国际上势头渐显。“瑞典和英国批准人类胚胎基因编辑合法化后,我认为国际上的反对声音会越来越小。”

【2】日本认可人类受精卵基因编辑研究

日本生命伦理专门调查委员会22日宣布,允许日本相关机构在基础研究中“编辑”人类受精卵的基因,但出于安全和伦理方面的考虑,不允许将该技术应用到临床和辅助生殖中。

所谓基因编辑是指对目标基因进行敲除或引入基因组等操作,该技术已在不少研究领域得到应用。

日本生命伦理专门调查委员会是日本政府下设的专业机构。该委员会认为,人类受精卵基因编辑研究将有助于生殖辅助医疗和遗传疾病预防的研究,还可能有助研发针对癌症等疾病的新疗法,因此对于“编辑”人类受精卵基因的基础研究予以认可。

该委员会指出,涉及受精卵基因编辑的基础研究和临床研究的分界线,在于是否将经过基因编辑的受精卵放入子宫。由于临床研究存在安全和伦理方面的问题,因此委员会对这类研究不予认可。就算是属于基础研究一类,也并非是任何研究都被许可。

【3】中国特色式的人类克隆 基因编辑胚胎?我们该何去何从?

新闻阅读:Human cloning with Chinese characteristics

中国的遗传学家并不会因为伦理原因而推迟一些敏感性的研究,上周三(4.13日)来自中国的一个研究团队再次刊发文章阐明了他们修复人类胚胎的最新研究成果;来自中国广州医科大学的研究人员表示,他们利用CRISPR技术人工地诱导了人类细胞发生突变,从而使得人类机体细胞对HIV更加耐受,而HIV是引发AIDS的病毒,这篇研究报告发表于国际杂志Journal of Assisted Reproduction and Genetics上,是世界上第二篇和人类胚胎基因编辑相关的研究论文。

评论家们表示,这项研究从理论水平上来讲是不必要的,而且缺乏一定的医学根据,同时这项研究再次触碰到了关于人类基因组修饰的道德伦理层面上的一些问题;来自波士顿儿童医院的干细胞生物学家George Daley说道,这篇文章似乎并没有提供利用CRISPR在人类胚胎中进行试验的过多轶事证据,同时他还补充道,这也就表明,在科学界达到普遍共识之前科学始终是向前发展的。

【4】JARG:重磅!我国科学家基因编辑人类胚胎抵御HIV!争议或将再度升温!

原文:doi:10.1007/s10815-016-0710-8

近日,刊登于国际杂志the Journal of Assisted Reproduction and Genetics上的一项研究论文中,来自广州医科大学的研究人员阐述了他们的最新研究成果,文章中研究人员利用基因编辑技术CRISPR/Cas9对人类胚胎进行了遗传性修饰,研究者表示,他们所研究的人类胚胎携带着额外一组染色体,而且胚胎均为死亡胚胎组织。

当然对人类胚胎进行任何遗传性的改造修饰都是具有争议的,很多医学研究者认为总有一天这样的尝试将会变得非常普遍,但如今我们仍然不知道对人类胚胎进行遗传性修饰到底会带来什么样的后果,而基于伦理学等很多限制,全球很多研究机构都推迟了这一研究。仅在一年前来自中山大学生命科学学院的“80后副教授”黄军就在《Protein & Cell》杂志上首次发表了编辑人类胚胎相关的研究论文,此后由此引发了一系列的伦理学争论。

【5】我国科学家基因编辑人类胚胎引争议

原文:doi:10.1007/s13238-015-0153-5

最近科学界一直传言有人正在进行基因编辑人类胚胎研究。而近日我国中山大学基因工程教育部重点实验室副教授黄军就及中山大学附属第一医院周灿权教授,在Protein&Cell发表了他们的课题组利用CRISPR/Cas9系统对人类胚胎基因组改造的研究结果,证实了这个传言,并由此引发了新一轮的伦理学争论。

中山大学的研究人员利用了一种“不能存活”的受精卵来进行研究。这种受精卵含有一个卵细胞和两个精子的三个细胞核,从而不能正常发育成婴儿。研究人员利用最近很火的CRISPR/Cas9系统来剪切受精卵中人的HBB基因(β-globin gene),因为HBB基因突变会导致β地中海贫血症。他们注射了86个三核受精卵,其中71个受精卵存活。在做检测的54个样品中,有28个受精卵的HBB被剪切了,而其中只有更小一部分被重组修饰了。不仅如此,非靶向的突变也出现了。

【6】盘点:基因编辑胚胎?你需要知道的事情

期MIT Technology review发表了一篇新闻报道,讨论了哈佛大学George Church实验室中中国留学生杨璐涵关于利用Cas9技术编辑人类生殖细胞的问题,文章发表之后获得广泛关注。国内也有很多媒体进行相关的报道。那么今天小编整理了一下相关材料,希望以比较通俗易懂的语言来简明的描述一下相关的背景以及进展。

背景知识

1、什么是基因治疗?

人类的某些疾病可以归因于人体自身基因的缺陷或病原基因产物与人体的相互作用。也就是说,这些疾病都直接或间接地与基因有关,或者说它们属于基因功能疾病。因此,基因功能疾病最终都可以通过对基因的人工操纵达到治愈目的。

基因治疗分为两种不同类型,即体细胞基因治疗和性细胞(精子或卵子)基因治疗,后者面临更多的伦理道德问题,反对呼声很高,阻力也很大。

【7】Science:天呐!CRISPR基因编辑技术或将用于对人类胚胎进行编辑

新闻阅读:U.K. researcher details proposal for CRISPR editing of human embryos

最热门的基因编辑技术—CRISPR,或许很快就可以被用来研究人类胚胎了,近日,来自英国的监管委员会将去评估敲除日龄胚胎发育基因所引发的效应,来自科瑞克研究所的研究人员Kathy Niakan讨论了该项目背后的基本原理,同时他们还希望这项调查有一天或将改善人类的不育疗法。

这项研究中研究人员揭示了受精卵的单个细胞如何转化成为胚泡,胚泡是一种大约5日龄的结构,其可以植入到母体的子宫中;胚泡中包含有多种类型的细胞,而最后注定发育成胎儿的细胞称之为外胚层祖细胞,这些细胞被两种其他类型的细胞包裹着,其可以发育成为胎盘和其他组织,比如卵黄囊结构,而Niakan在研究中使用了来自生育诊所中的人类胚胎,这些胚胎是进行体外受精遗留下来作为研究捐献使用的,在研究之后当这些胚胎达到7日龄就会被销毁。

【8】基因编辑峰会支持人类胚胎研究

一次国际峰会在12月3日发布的一份声明中表示,基因编辑技术不得在妊娠过程中被用于修改人类胚胎。该声明同时也为研究利用基因编辑技术修改人类胚胎或生殖细胞开了绿灯。

人类基因编辑国际峰会还呼吁谨慎发展不可被遗传给后代的医疗应用,例如纠正导致镰刀形细胞病的基因突变或修改治疗癌症的免疫细胞。

由12名成员组成的大会组委会撰写的这份峰会声明警告说,在任何人尝试进行“生殖细胞系”编辑之前必须解决相关的技术与伦理问题——这些操作包括为了消除一种遗传病而在产前的胚胎中删除一种基因,进而防止该基因被传递给未来的后代。

声明首先指出,强化基因编辑技术的基础和临床前期研究“显然是必要的”,应在适当的法律和道德监管监督下继续开展。但如果在研究中对早期人类胚胎或生殖细胞进行了基因编辑,那么被修改的细胞不得用于怀孕目的。

【9】中国:“基因编辑”会不会重蹈干细胞治疗覆辙?

抱歉。”黄军就拒绝采访,挂断电话。这位中山大学35岁的副教授,在国际生物学界掀起一场伦理规范的“史诗”般的讨论后,打算抽身。

2015年4月18日,国内期刊《蛋白质与细胞》在线发表了黄军就团队的研究——用基因编辑技术对人类胚胎进行基因改造。此前,黄军就曾向世界知名期刊《自然》(Nature)和《科学》(Science)投此篇文章,被拒稿。他认为,部分原因是伦理异议。

中国科学家在编辑人类胚胎基因的消息由此不胫而走,自2015年1月,一批国际生物学家陆续展开讨论,主流观点是修改人类胚胎基因存在严重风险,呼吁停止相关研究,禁止任何人类生殖细胞的基因组编辑应用于临床。

在科研界,首次发表往往独具意义,“只有第一,没有第二”,是科研竞争的真实写照。但黄军就的“首次”陷入争议漩涡,基因编辑技术的伦理红线究竟在哪?对已有共识的研究禁区,中国科学家应持何种态度?厘清这些问题,中国基因治疗研究才能稳步、健康地发展。

【10】修改人类胚胎基因研究惹争议:当科学撞上伦理

对于人类胚胎研究,争议一直存在。

4月22日,自然网站的一篇报道称:中山大学的黄军就团队完成了全球首次在人类胚胎上进行的基因修改实验,他们利用基因编程技术CRISPR/Cas9,修改了β珠蛋白基因,而该基因突变会导致地中海贫血。论文发表在国内期刊《蛋白质与细胞》上。

这项研究因首次对人类胚胎作出修改尝试而引发国内外的巨大争议。据称,该论文最初投给《自然》与《科学》杂志,由于伦理道德争议被两家杂志拒绝。

伦理框架下的实验

中科院生物物理所助理研究员王承志是国内最早对此次事件公开发表评论的人之一。

黄军就等人研究使用的是医院丢弃的有问题的胚胎,这些在世界各地的实验室被广泛使用。而知情人士也向记者透露,他们的实验是在伦理委员会批准的框架下进行的。

《中国科学报》记者联系到刊发这一文章的《蛋白质与细胞》编辑部,编辑张晓雪告诉记者,这项研究符合我国法律,不过,这也提醒他们关注到进一步完善人类胚胎相关研究规范的重要性和迫切性问题。

【11】人类基因改造正式开始,英国政府批准编辑人类胚胎

人类基因改造已成现实,编辑人类胚胎的大门正式被推开。

2月1日,英国人类生育与胚胎学管理局(Human Fertilisation and mbryology Authority)召开新闻发布会,宣布正式批准伦敦弗朗西斯·克里克研究所(Francis Crick)研究员Kathy Niakan对人类胚胎进行编辑的请求,这是世界首例获国家监管机构批准的人类胚胎编辑研究。

Niakan致力于受精卵发育为囊胚(受精卵发育五天之后的结果)的机制研究。囊胚中含有多种不同类型的细胞,其中发育为胎儿的叫做外胚层祖细胞。该类细胞外部有其它两类细胞的包裹,后者会演变为胎盘及卵黄囊等其它结构。Niakan利用在临床生育手术中获得的人胚胎作为样本进行研究,试验结束后,这些用于研究的胚胎将在发育第七天时被销毁。

在英国,通过编辑人类胚胎基因组治疗疾病是违法的,但是在获得HFEA许可的情况下可以进行相关的研究工作。

附:基因编辑技术CRISPR/Cas9小知识:

基因组编辑技术CRISPR/Cas9被《科学》杂志列为2013年年度十大科技进展之一,受到人们的高度重视。CRISPR是规律间隔性成簇短回文重复序列的简称,Cas是CRISPR相关蛋白的简称。CRISPR/Cas最初是在细菌体内发现的,是细菌用来识别和摧毁抗噬菌体和其他病原体入侵的防御系统。每个CRISPR含有多个长24-48bp的重复序列,而这些重复序列之间被间隔序列(spacer DNA)分隔开,每个间隔序列大约长26~72 bp。

CRISPR/Cas系统包含三个关键性组分:两个非编码性的短链RNA分子,即crRNA和tracrRNA,以及Cas蛋白复合物。tracrRNA通过碱基配对与crRNA的一部分序列结合形成tracrRNA/crRNA嵌合RNA。然后,借助crRNA的另一部分序列与靶DNA位点进行碱基配对,这种嵌合RNA能够引导Cas蛋白复合物结合到这个位点上并进行切割,因而这种嵌合RNA也称作向导RNA(sgRNA)。

目前已在细菌中发现三类CRISPR/Cas系统,I型和III型系统需要众多蛋白的参与,因而不适宜操作和改造。然而,II型系统就简单得多了,一个Cas9核酸酶利用sgRNA就可以完成识别和切割靶双链DNA,因此II型系统也被称作CRISPR/Cas9系统。Cas9含有两个酶切活性位点,每一个位点负责切割DNA双链中的一条链。对这两种RNA进行人工设计,可以改造形成具有引导作用的sgRNA,足以引导 Cas9 对双链DNA 的定点切割。

进一步的研究还证实,CRISPR/Cas9的基因组编辑能力只有在被称作前间隔序列邻近基序(protospacer adjacent motif, PAM)的短片段DNA序列的存在下才成为可能。只有DNA靶位点附近存在PAM时,Cas9才能进行准确切割。再者,PAM的存在也是激活酶Cas9所必需的。



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来自:何理0618  > 养生
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