CRISPR 技术如何助力寻找帕金森病新药？

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CRISPR 技术如何助力寻找帕金森病新药？
9 ]3 O, M1 b8 i  U来源:药明康德 / 作者: / 2017-06-10; e  X+ e" {; B& f+ b  J; y) i
近日，来自美国中佛罗里达大学（University of Central Florida, UCF）的科学家们通过前沿的 DNA 编辑技术 CRISPR，创造出了一种新的细胞模型，这个模型可以帮助科研人员更快更方便的筛选治疗帕金森病的药物。这项研究发表在了自然出版集团旗下的《Scientific Reports》上。
& [6 ~  `+ V  ?" i4 I) e帕金森病（Parkinson’s disease）是一种常见的神经退行性疾病，数据显示中国有超过 200 万名患者。引起该病的具体原因并不清楚，因此也没有能根治疾病的药物。病理学上能够观察到大脑中一类负责产生多巴胺的神经元逐渐死亡，从而导致患者的运动机能出现障碍。主要症状包括肌肉僵硬、四肢震颤和运动功能受损。' g& O7 z; Z9 t/ E( M
在这些死亡的多巴胺神经元中，研究发现有大量叫做α-synuclein 的蛋白非正常聚积，从而严重影响神经细胞正常功能，并导致神经细胞死亡。正常人大脑中会表达α-synuclein 蛋白，它与神经突触信号传导和突触前神经递质的释放有关。帕金森病患者的脑内α-synuclein 非正常聚积从而引发疾病，虽然机理还没有研究得很透彻，但是α-synuclein 蛋白依然是帕金森病药物研发的主要靶点。! u4 O& _1 h. g/ h  L
CRISPR 技术是近几年来迅速兴起的一种崭新的 DNA 编辑技术。它来自于细菌和古菌中，通过与核酸酶 Cas9 合作，可以准确地编辑 DNA 遗传序列，同时不影响细胞的正常功能。由于其设计简单和操作容易等特点，一经发现就迅速在生物学和医学研究中占据了重要的地位。
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▲SNCA 基因编辑图示（图片来源：参考资料 [2])7 N* |3 p5 k0 @) M/ \9 n6 [
通过 CRISPR 技术，中佛罗里达大学的科学家们改造了细胞中α-synuclein 蛋白的基因 SNCA，给其加上了一个来自于萤火虫的荧光蛋白。每当细胞表达一个α-synuclein 蛋白时，就会发出一定量的荧光。通过检测细胞发出的荧光强度，就可以准确地测量细胞中表达的α-synuclein 蛋白量。相比于传统测量方法需要杀死细胞后才能测量其中的蛋白含量，这个新方法不仅能够测量活细胞中的蛋白表达量，还能够对蛋白表达进行实时测量。
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+ d2 U: N0 m$ M1 Z) p▲UCF 副教授 Yoon-Seong Kim 博士正在与一个科学家团队合作，利用 CRISPR 推进帕金森病研究（图片来源：sciencedaily）
; ]9 P3 s" K& {" P而且，科研人员还创建了一个稳定表达荧光α-synuclein 蛋白的细胞系，使用这个细胞系可以进行帕金森病药物的筛选。他们希望找到能够降低α-synuclein 蛋白表达量的化合物，从而不仅能够研究引起α-synuclein 蛋白非正常聚积的机理，还能找到潜在的治疗或预防帕金森病的药物。  w1 g: `- w; |' R( ^9 M5 H/ Q  X
这项研究的通讯作者 Subhrangshu Guhathakurta 博士表示：“有了一个像荧光这样非常容易测量的标记之后，我们就可以进行高通量筛选，从化合物库中寻找潜在的药物。”  d% i& m! I* J2 ?; t9 f" D+ J2 h
我们希望科研人员能够利用这个模型开展进一步研究，早日为帕金森病患者带来有望治愈该病的新药。
. q. j, O( c6 e参考资料：
2 `- Z' |# P) I[1] CRISPR tech leads to new screening tool for Parkinson's disease
. Y8 N7 W# x, p4 A  f[2] A novel tool for monitoring endogenous alpha-synuclein transcription by NanoLuciferase tag insertion at the 3′end using CRISPR-Cas9 genome editing technique& H) B4 Q: i( S