CRISPR 技术如何助力寻找帕金森病新药？

yinfuhua

CRISPR 技术如何助力寻找帕金森病新药？" J. [" S5 c$ f7 N: E
来源:药明康德 / 作者: / 2017-06-10
' p% r  h- N& H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。2 w6 U. W( }4 i2 h
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。
7 H* r+ P7 m; h$ h) \9 a7 i; B4 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。
1 v. e' j: I! C' B, o- `9 FCRISPR 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。# o- e, z1 P  @' f. ?

. Q. g" ~* n* `  z% L▲SNCA 基因编辑图示（图片来源：参考资料 [2]). |+ w3 [, O: Y7 ^" X+ r( v
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。
' k( Q2 C: V7 U6 _/ ?# s# Y9 Y( U. \  u# }5 T
▲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）
& Z1 W+ w9 L4 Y9 Z8 A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。" @, h' ~; [% @& L% q" {
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。”
# E9 M3 u' s6 E+ G( N2 r  w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。 5 ?: K! j3 b+ t4 D5 Y) Q
参考资料：
" r) P! t2 C9 G' W5 q[1] CRISPR tech leads to new screening tool for Parkinson's disease6 q0 W& A: E, S" T, {$ b
[2] A novel tool for monitoring endogenous alpha-synuclein transcription by NanoLuciferase tag insertion at the 3′end using CRISPR-Cas9 genome editing technique
+ K7 a4 K, \  P, \- x