基因新闻 第33页

由专家历时一年半、多次修改制定的《单基因遗传性心血管疾病基因诊断指南》24日在《中华心血管病》杂志发表，标志着心血管疾病诊疗向精准化、个体化方向迈出坚实一步。

《指南》由中华医学会心血管病学分会精准心血管病学学组、中国医疗保健国际交流促进会精准心血管病分会组织专家制定。

单基因遗传性心血管疾病是指由单基因突变导致并符合孟德尔遗传规律的心血管疾病，数量达百余种。很多这类疾病临床表现高危，导致猝死和心衰，在我国发病人群总数庞大，且呈现家族聚集的特点。

近年来，随着基因组学、蛋白质组学等技术的发展，人类进入精准医学时代。基因诊断在单基因遗传性心血管疾病的诊断、危险评估、防治以及选择性生育方面的作用日益重要，但国内外皆缺少针对性、综合性的指南。

中国医学科学院阜外医院惠汝太、宋雷团队在单基因遗传性心血管疾病方面连续20年进行研究，积累了大量数据和案例。由惠汝太教授、宋雷教授牵头制定的《指南》针对临床相对常见、致病基因明确的单基因遗传性心血管疾病，从致病基因、检测基因、适用人群、临床应用等方面进行了规范。

纳入《指南》的单基因遗传性心血管疾病，包括肥厚型心肌病、扩张型心肌病、代谢性心肌病等心肌病，长QT综合征、Brugada综合征等心脏离子通道病，以及遗传性主动脉疾病、家族性高胆固醇血症等。

“目前心血管医生对基因诊断的作用及适用范围普遍认识不足。”宋雷说，“《指南》的制定，将有助于促进基因检测在单基因遗传性心血管疾病临床诊治中的合理规范使用，提升此类疾病的临床诊治水平。”

专家同时提醒，针对单基因遗传性心血管疾病的基因诊断应在具备相关资质的实验室开展，相关遗传咨询工作应由受过专业训练的遗传咨询师进行。

2017年12月，中华医学会心血管病学分会精准心血管病学学组、《中华心血管病》杂志组织专家发表了《中国成年人肥厚型心肌病诊断及治疗指南》。(生物谷Bioon.com）

日前，基因疗法公司MeiraGTx宣布收购Vector Neurosciences。通过此次收购，MeiraGTx将扩大其临床阶段候选产品，包括编码谷氨酸脱羧酶的腺相关病毒（AAV-GAD），用于治疗帕金森病。AAV-GAD已经完成2期临床试验，是首个成功进行随机、双盲、对照试验的用于脑部疾病的基因疗法候选产品。

帕金森病在全世界影响约1000万人，它是仅次于阿兹海默病的第二常见的神经退行性疾病。它表现为进行性的运动控制丧失（比如静息状态下的震颤和缺乏面部表情）以及其它非运动症状（比如抑郁和焦虑）。帕金森病至今无法治愈，仅在美国，每年的新确诊病例就高达6万例。

AAV-GAD是一款在研基因疗法药物，能将谷氨酸脱羧酶（GAD）基因递送至丘脑底核，以增加人脑中的主要抑制性神经递质GABA的产生。GAD是GABA合成中的限速酶，因此通过基因疗法增加丘脑底核GAD的表达，将导致运动回路正常化，并改善帕金森病的症状，同时不影响其他可能造成现有疗法并发症的大脑区域。AAV-GAD目前已获得美国FDA的快速通道资格。

AAV-GAD的疗效在临床试验中也获得验证。使用AAV-GAD治疗帕金森病的2期临床试验抵达预先指定的主要终点。此外，该疗法的耐受性良好，没有观察到与治疗相关的显着不良事件。

MeiraGTx总裁兼首席执行官Alexandria Forbes博士表示：“这次战略性收购为我们提供了一个令人兴奋的中期阶段候选产品，它有颇具前景的临床数据。此次收购也扩展了我们潜在的神经退行性疾病疗法组合。我们很高兴继续通过临床开发推动AAV-GAD，并期待为帕金森病患者提供新的治疗方法。”

Vector联合创始人Michael Kaplitt博士说：“我们很高兴凭借在基因疗法临床开发和制造方面的专业知识，与MeiraGTx的优秀团队合作，继续开发这种新型基因疗法候选产品。AAV-GAD具有革新帕金森病疗法的潜力，为治疗选择有限的患者提供了希望。”(生物谷Bioon.com）

日前，Bluebird Bio（蓝鸟生物）公布了旗下即将获批的LentiGlobin基因疗法的预期定价，药物价格或将高达210万美元。

位于美国马萨诸塞州剑桥市的蓝鸟生物公司拥有的LentiGlobin是一种基因治疗方法，用于输血依赖性β地中海贫血（TDT）。TDT也称为重型β型地中海贫血症，是一种遗传性血液疾病。如果没有得到及时治疗，患者在生命的最初几年就可能死亡。尽管对疾病的常规管控取得了进展，包括终生频繁输血和铁螯合疗法，但仍存在重大的医疗需求未得到满足，例如严重发病和早期死亡的风险。TDT患者需要定期输血以维持血红蛋白（Hb）的存活。不幸的是，长期输血会导致患者体内铁超负荷的风险，这可能导致多器官损害和缩短预期寿命。

LentiGlobin则有望有效填补这一临床需求。这一基因疗法能够在患者的造血干细胞中表达健康的血红蛋白，因而可以被用于治疗β-地中海贫血和镰状细胞贫血症（SCD）。2018年12月3日，该公司发布Lentiglobin治疗TDT的临床III期Northstar-2和Northstar-3试验新数据。在两项试验中，接受LentiGlobin治疗后的患者讲可以停止长期输血。

此前，LentiGlobin已获得美国FDA和欧洲药品管理局（EMA）颁发的孤儿药资格，用于治疗β地中海贫血和SCD；FDA还为该疗法治疗TDT颁发了突破性疗法认定。此外LentiGlobin还获得了FDA的快速通道资格和EMA的PRIME资格。

借助积极的三期试验数据及FDA、EMA授予的“优先”资格，这一基因治疗最终可能获得监管批准，蓝鸟生物目前已经将其部分研发资源转向定价策略。目前预期的售价为210万美元，或许会更低，但该公司首席执行官Nick Leschly在接受《华尔街日报》访问时，强调了该疗法的“内在价值”，包括治疗后生活质量和停止输血时长的重大改善。他表示，“无论最终的治疗售价是否低于210万美元，这种类型贫血患者的临床需求都需要得到解决。”

毫无疑问，210万美元的价格高得惊人。目前市面上的基因治疗价格一路飙升。Spark Therapeutics用于治疗遗传性眼病的基因疗法Luxturna，每只眼睛的治疗费用约85万美元，而诺华公司的癌症细胞疗法Kymriah售价高达47.5万美元，吉利德的竞争药物Yescarta售价则稍微较低，为37.3万美元。

蓝鸟生物正试图解决创新和治疗费用昂贵的基因疗法公司所面临的最大挑战之一：定价和患者支付。该公司于美国当地时间本周二（1月8日）在摩根大通医疗保健会议上概述了定价提议，包括一项超过五年的支付计划。蓝鸟不会是第一家考虑这种支付计划的公司，但会是最先采用该计划的公司之一。其他公司使用的支付计划包括在接受基因疗法后确定疗效后再付费等。例如Spark公司提出，如果治疗不起作用，将为一些保险公司提供相应的折扣（如Wellesley的Harvard Pilgrim Health Care），此外Spark还向美国医疗保险和医疗补助服务中心（CMS）提出了相应的支付计划方案。

Cigna公司首席临床官员Steve Miller告诉《华尔街日报》，“一旦接受基因治疗，你将会定期购买价格超过100万美元的药物，这样高昂的价格会让所有人，包括患者和治疗提供商想出不同的支付办法。”如上所述，蓝鸟生物提出的支付计划则是持续五年的，每年是否向蓝鸟生物支付费用取决于LentiGlobin基因疗法的持续有效性。蓝鸟公司高管在演讲中表示，他们愿意将LentiGlobin高达80％的成本置于风险之中，以证明其治疗的价值。该公司还表示，希望在改变市场在处理基因治疗的定价和报销方面起带头作用。

该公司认为，患者和保险公司将看到LentiGlobin在减少输血需求和抵御并发症方面的价值，其中一些原因已证实是输血本身造成的。Leschly在大会上提到：“我们的目标是为患者带来重生。这是一个伟大的发明，一个大梦想，一个伟大的愿景，我们希望在2022年之前批准4种产品，公司后面有更优质的产品管线。”但就LentiGlobin定价问题而言，Leschly建议，重新调整他们将产品推向市场的方式，这也将作为该计划的一部分。

“我们如何在欧洲和美国非常复杂的供应链中为患者提供基因疗法服务，最终实现在全球范围的成功推行，这是一个难题。”他描述了患者治疗中心和治疗制造设施的未来建设，及长期的目标设想。“该设想还包括如何确保每个人在这一过程中获得报酬以保证持续健康的商业流动系统。”分析人士认为，此次蓝鸟生物提出的分期付款提案“可能会扩大基因治疗的可及性，同时保留定价能力”。但该计划不利的一面是LentiGlobin的长期治疗有效性未知，因此在分期付款期间会有多少资金净流入并无法确定。

蓝鸟生物对该支付战略面临的挑战提出了前提，包括如何定义和跟踪患者治疗结果，如何在患者转换保险公司时处理分期付款，以及如何处理医疗补助为任何治疗获得最佳价格的要求。虽然蓝鸟生物提供了一些潜在的解决方案，但很大程度上取决于它最终与保险公司和政府医保体系达成的具体协议。

目前，全球约有30万人患有输血依赖性β地中海贫血，美国有约1万名患者。外界分析认为，LentiGlobin基因疗法有可能会今年在欧洲获得批准，2020年在美国获得批准。(生物谷Bioon.com）

2019年5月15日，上海——科学服务领域的世界领导者赛默飞世尔科技（以下简称：赛默飞）与上海锦斯生物技术有限公司（以下简称：锦斯生物）今日签署战略合作协议。根据此次协议，双方将在上海张江科学城（上海国际医学园区）共建基因治疗联合基地，依托赛默飞在细胞和基因治疗领域的产品、技术以及一体化服务的优势，共同推动基因治疗在中国的产业化及商业化发展。

近年来，伴随着病毒载体安全性和有效性的不断提升、基因编辑等新技术的崛起，基因治疗热度渐升。2017年，两款CAR-T产品的问世更是让基因治疗在全球迎来了新一轮的高潮。然而在快速发展的同时，基因治疗目前仍然面临从小规模实验室研发到大规模工业化生产的挑战。
此次战略合作，赛默飞将为锦斯生物提供全方位的病毒载体产业化技术产品支持，从实验室开发到大规模GMP生产，为锦斯生物GMP 生产基地配置赛默飞基因治疗集成式解决方案。通过配备赛默飞先进技术的一次性生物反应器、细胞培养和药物检测分析平台，到实验室设备仪器和配套试剂耗材，全面帮助锦斯生物在中国建立符合全球标准的病毒载体大规模制造和服务平台。此外，赛默飞还将为锦斯生物带来运营系统优化等一系列商业解决方案，帮助其打造精益运营体系，从而有效提升锦斯生物各个部门的流程效率和资产利用率、降低采购库存成本，实现产能优化以及物料补给优化。
此次双方还将依托于共同建立的“基因治疗联合基地”，打通产业链上下游的沟通渠道，积极促进行业内的技术交流以及合作，共同探索符合中国和国际法规的创新性生产工艺流程，进一步推动基因治疗的本土研发和创新，加速中国基因治疗的产业化和商业化进程。
“大规模工业化生产有助于基因治疗这样的新兴医学技术真正普惠大众。” 赛默飞中国区总裁艾礼德（Tony Acciarito）先生表示：“从研发到生产，赛默飞专注于基因治疗的每一个环节。秉持着‘扎根中国，服务中国’的发展战略，我们期待与锦斯生物的‘强强联手’，通过提供创新技术和集成式解决方案，推动基因治疗在中国的商业化进程，助力建设‘健康中国’。”
锦斯生物公共事务总监张华先生指出：“此次非常荣幸与赛默飞达成战略合作，双方在基因治疗和细胞治疗领域有着共同的愿景和一致的合作愿望。锦斯生物具有深厚的病毒载体研发和产业化能力的积累，借助赛默飞的生物制药工艺集成式解决方案，以及培养基优化和生物安全分析检测服务的经验，有助于共同应对病毒载体工艺开发过程中的各种挑战，缩短产品开发周期，加速国内基因治疗技术的产业化。”

2017年12月11日/基因宝jiyinbao.com/—根据来自美国血液协会年度会议上的一项报告，来自St. Jude儿童医院研究所的研究者们开发出的一种基因疗法能够对患有X染色体突变导致的免疫缺陷症状的儿童起到广谱性的保护效果。

根据他们的结果，在接受了四个月的治疗之后，七位接受治疗的患者中有五位首次产生了免疫系统，其中四位已经开始产生抗体。其中一位患者已经停止了免疫球蛋白的补剂治疗，而且最近接受了首次疫苗注射。

（图片来源：Peter Barta / St. Jude Children’s Research Hospital.）

 “这些结果十分令人振奋，我们证明了这一基因疗法对于2个月左右的婴儿具有充分的保护性与安全性”，该研究的成员之一，来自St. Jude骨髓移植与基因治疗部门的助理研究员Ewelina Mamcarz说道。

这批患者是该机构内首次接受慢病毒载体治疗的患者。此前研究者们已经报道了在患有该疾病的青少年群体中进行上述实验的成功结果。在接受了骨髓移植后仍旧无法产生足够的免疫保护效果的患者中、通过慢病毒载体转染以及低剂量化疗等治疗之后取得了不错的结果。

接受治疗的患者年龄范围在2个月到13个月之间，他们出生是由于IL2RG基因的突变，导致其体内几乎没有免疫保护作用。这一突变主要影响男孩子，因此也被称为“泡泡男孩（Bubble boy）”病。在不接受治疗的情况下，患者将会在几个月之内因过度感染而死亡。

目前，通过配型成功的供体细胞进行骨髓移植是最常用的治疗方法，但80%的患者都没有能够成功配型的兄弟姐妹。因此父母亲往往会利用自己的骨髓细胞或非亲属关系的供体细胞进行尝试。由于不能够完全匹配，因此这种移植疗法不能够完全修复患者的免疫功能，同时还会出现严重的副作用。

对此，研究者们设计了慢病毒载体，携带正常的IL2RG基因，并将其转染进入患者的骨髓干细胞中。这一载体中含有能够增强其安全性与有效性的元件，包括通过绝缘子阻断IL2RG插入位点下游的基因表达。这一设计的目的是保证该疗法不会导致骨髓瘤等负面疾病的产生。

治疗结果显示，前六名患者中有五名体内的T细胞、B细胞以及NK细胞数量达到了正常水平，其中三名患者的骨髓细胞中有至少50的骨髓细胞含有正常的IL2RG基因。基于这些结果，作者表示患者不需接受大剂量的化学治疗就能够得到终生的免疫保护。（生物谷 Bioon.com）

资讯出处：Gene therapy improves immunity in babies with ‘bubble boy’ disease

2018年2月3日讯 /基因宝jiyinbao.com /——一个美国和德国的跨国研究团队发表了一项通过新的CRISPR技术利用杜氏肌营养不良（DMD）患者的多功能干细胞产生健康心肌组织的研究。在他们发表于《Science Advances》上的这项研究中，他们介绍了他们如何使用CRISPR-Cas9技术克服此前使科学家们无法用该技术编辑DMD细胞的问题。

图片来源：UT Southwestern Medical Center

DMD是一种进展性疾病，会摧毁病人的肌肉组织，导致患者在很年轻时就发生心衰和死亡。当X连锁抗肌萎缩蛋白基因（负责产生抗肌萎缩蛋白维持肌肉健康和功能的基因）出现大量突变、复制或者清除的时候就会发生DMD。由于这是一种基因突变导致的疾病，因此被认为是CRISPR研究很好的靶疾病，可能会被治愈。而阻挠研究人员使用CRISPR技术的原因在于这种疾病涉及大量的基因突变——接近3000个。为了克服这个问题，该研究团队使用了一种叫做“肌编辑（myoediting）”的方法，该方法可以编辑和替换整团基因。

该研究涉及为DMD病人创造诱导多功能干细胞，这些细胞被肌编辑并重编程为可以产生抗肌萎缩蛋白的心肌细胞。随后研究人员将一些细胞和支架混合在一起培育出了一小块心肌组织i，他们发现这块组织不仅可以跳动，还可以产生抗肌萎缩蛋白以维持其健康。

研究结果表明这项技术可能用于治疗60%的DMD病人。研究人员还在小鼠和狗身上对这项技术进行了检测，据研究人员报道，参与实验的小鼠已经存活了一年，且无DMD症状。现在这项技术已经被证明可以在人类细胞中发挥效应。研究团队对该技术的未来很乐观，他们认为关于该技术的临床试验将在未来几年内开展。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Chengzu Long et al. Correction of diverse muscular dystrophy mutations in human engineered heart muscle by single-site genome editing, Science Advances (2018). DOI: 10.1126/sciadv.aap9004

随着对癌症机理认识的不断加深，我们已经找到了许多会导致癌症的基因突变，为患者带来了生命的希望。但在一个人的基因组里，只有2%的DNA是编码蛋白质信息的“基因”。剩下98%的DNA对癌症究竟有没有作用，有怎样的作用，至今依然没有一个定论。

今日，加州大学圣地亚哥分校（UCSD）的研究人员在《自然》子刊《Nature Genetics》上刊发了一项最新研究。他们发现在非编码DNA里，将近200个突变也在癌症的发生中起到了作用。这一研究证实了基因外的DNA突变会引起癌症，让我们对癌症的诊疗有了新的理解。

过去，我们对DNA突变致癌的理解相对还比较初级——基因里的突变会影响蛋白质的功能，异变的蛋白质会让细胞变得异常，导致癌症。现有的许多靶向疗法，背后的机理就是针对这些异变的蛋白质。

那么，基因之外的突变，会对癌症造成什么影响呢？研究人员们曾在15000个肿瘤样本中寻找这一问题的答案，但只发现了一个可能与癌症有关的突变。研究人员相信这是由于不同患者往往带有大量不同的基因外突变，这极大干扰了他们的搜索结果，让他们无法轻易找到突变与癌症之间的联系。

在这项研究里，科学家们做了多个改进。首先，他们从930名癌症患者中同时分离出了肿瘤样本和正常组织样本，用于比对。其次，他们不仅分析基因外突变与肿瘤类型的关系，还分析了基因外突变与基因表达量的关系。这一下子就抓到了问题的关键。

“检查基因表达量是我们成功的秘诀。”该研究的主要负责人之一Trey Ideker教授说道。

他们找到了193个非编码区的突变。这些突变在肿瘤中非常常见，大部分突变与癌症的关系能得到验证。为了进一步确认这些突变的机理，研究人员们挑选了3个突变，进行后续的研究。他们在细胞中重现了这些突变，然后观察这些细胞会发生怎样的变化。

“举例来说，我们找到了一个非编码的突变，它能影响一个叫做DAAM1的基因，”该研究的共同第一作者Wei Zhang博士说道：“DAAM1的激活则会让肿瘤细胞变得更有侵袭性，也能更好地侵入周围的组织。”

换句话说，这些非编码DNA的突变，也许能通过影响关键基因的表达，影响癌细胞的行为，推动癌症进展。

“许多癌症相关的突变都发生在非编码区，但它们的数量太多了，很难找到哪些真正和癌症相关，哪些只是噪音，” Ideker教授补充道：“在这个研究里，我们首次找到了近200个非编码DNA中的突变，它们可能在癌症中起作用。”

未来，研究人员们期待能将编码区和非编码区的突变结合起来看，寻找是否会在乳腺癌等特定的癌症类型中出现一定的规律。如果有，那这将给诸多癌症治疗带来全新的靶点，甚至是全新的疗法。(生物谷Bioon.com）

日前，美国国家眼科研究所（National Eye Institute， NEI）和宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）的研究人员合作使用基因疗法在狗的遗传性视网膜色素变性（retinitis pigmentosa， RP）模型中成功防止视力丧失。这一基因疗法可能用于延缓或防止患有同样疾病的人类患者的视力丧失。

RP是影响视网膜中感光细胞的一组罕见遗传性疾病。视网膜中的视杆细胞主要在光线昏暗的环境中起作用，它的感光功能依赖于视紫红质（rhodopsin， RHO）蛋白。在遗传性RP患者中，编码RHO蛋白的基因出现突变，这会导致生成的RHO蛋白功能异常。功能异常的RHO蛋白通常会产生细胞毒性，导致视杆细胞死亡。随着感光细胞的逐步死亡，患者的视力逐渐下降。迄今为止，科学家们已经发现了超过150种RHO基因突变可以导致遗传性RP。基因突变种类的繁多给使用基因疗法治疗RP增加了难度，因为针对一种RHO基因突变的基因疗法通常无法用于治疗由于其它基因突变导致的RP。

在这项研究中，研究人员使用了一种创新的基因疗法策略，他们先利用shRNA技术在视杆细胞中降低RHO基因的表达水平，这会削弱有毒RHO蛋白对视杆细胞的影响。然后，他们再向细胞中导入能够表达正常RHO蛋白，但是不会被shRNA抑制的替代RHO基因。这一策略的优势在于它不再局限于纠正单一基因突变，因而可以治疗所有由于RHO基因突变导致的遗传性RP。

研究人员进一步将降低RHO表达的shRNA和替代RHO基因片段加载到同一个病毒载体上，这样只需一次基因疗法注射就可以达到治疗效果。而且这种病毒载体的设计让他们更容易控制shRNA和替代基因表达水平之间的平衡，从而在达到治疗效果的同时避免引入其它副作用。

在狗的遗传性RP模型中的实验表明，这种shRNA能够将视杆细胞中RHO蛋白的水平降低到原来的1-2%，而替代RHO基因能够将RHO蛋白的表达水平恢复到正常水平的30%。使用视网膜成像等技术对视网膜的长期跟踪监测表明它的结构和功能都得到了保留。

“我们研发并且概念验证了这种基因疗法可以用于治疗一类最常见的RP类型。”这项研究的资深作者，宾夕法尼亚大学的William A. Beltran博士说。

研究人员希望在一两年内能够启动临床前安全性试验，他们的最终目标是在人类患者中进行临床试验。由于这种疗法只能防止感光细胞死亡，不能重新再生感光细胞，因此它能够为那些遗传性RP进展缓慢的患者提供更多裨益，因为他们的视网膜中还有很多存活的视杆细胞。(生物谷Bioon.com）

缺乏身体活动，已成为全球性的公共卫生问题。世界卫生组织的数据显示，缺乏身体活动是全球十大死亡风险因素之一，是多种常见疾病（例如肥胖症、糖尿病和心血管疾病）的主要风险因素。全球四分之一的成年人身体活动不足。近期一些研究还显示，睡眠时间长短与心脏病、代谢疾病和精神障碍也有关系。

英国牛津大学的研究团队集结机器学习、遗传学、统计学和流行病学等多个领域的科学家，开展了一项十分详尽的全基因组关联分析（GWAS），评估了身体活动和睡眠时长的遗传原因，找出14个与身体活动、久坐和睡眠时间有关的基因位点。这项研究结果近日发表在了《自然》子刊《Nature Communications》上。

“即便是像运动、休息和睡眠这些最基本的人类生理功能，要理解背后复杂的遗传基础，只能通过海量数据的分析研究，例如英国生物样本库（UK biobank）这类数据。” 该项目的主要负责人、牛津大学大数据研究所的Aiden Doherty博士介绍。

英国生物样本库的91105名参与者在连续一周的时间里戴上监测身体活动的手环，由研究人员对设备记录的活动数据展开分析。

机器学习在分析大量活动监测数据时展现了强大的实力。“我们精心开发了机器学习模型，来教会机器分析诸如身体活动的复杂功能。” 该研究的主要分析员之一Karl Smith-Byrne博士说。这些模型让机器可以自动识别出哪些数据是活动时间、哪些数据是久坐时间等。

为了帮助机器判断腕带记录数据中的活动类型，研究人员让200名志愿受试者佩戴上特制摄像头，在两天时间里每隔20秒拍照记录他们进行的活动。图像和腕带记录的数据相结合，为阐释数据提供指导。

然后，研究人员把这些参与者的身体活动数据与他们在英国生物样本库中的遗传信息相结合，找到14个与所测身体活动量和睡眠特征相关的基因位点，其中有7个基因位点是首次发现。分析显示，身体活动和睡眠时长受到一些共同的遗传变异影响。整体活动和久坐行为上，女性比男性受到的遗传影响大；但睡眠、行走和中等强度的活动时间等，男女所受遗传影响没有差异。

对人类基因数据的进一步分析还首次证明了增加身体活动有降低血压的好处。过去一些研究虽然提示身体活动和疾病之间有相关性，但是基于问卷调查、行为干预等传统观察方式所限，很难确定其相关性是真正的因果关系还是其他因素造成的偏误。而该项研究采用孟德尔随机化（MR）分析，表明身体活动水平高很可能是高血压机率降低的原因。

这项研究可以帮助我们更好地理解睡眠、身体活动及其对健康造成的影响。“我们怎么动，为什么动，并不是全都和基因有关。但是，理解基因所起的作用，可以帮助我们理解运动量不够的原因和后果。” Aiden Doherty博士说。(生物谷Bioon.com）

基因特异性的失活策略是神经生物学研究的重要方法，对于阐释基因在神经系统中的基本生物学功能不可或缺。随着神经科学的高速发展，单一基因的敲除/敲低逐渐不足以满足研究者的要求。尤其是对于复杂的多蛋白复合物和多基因神经疾病，多重基因元素失活的条件性组合搭配正日益成为主流需求。然而，逐一构建不同基因的敲除/敲入动物模型再进行杂交，一直受限于低下的制备效率、冗长的制作周期和昂贵的成本费用，成为了实际研究中的主要瓶颈之一。因此，快捷简单地操作大脑中的基因表达的方法亟需建立。

近期，基于dCAS9的多基因激活系统已纷纷有报道出现。一个多月前，Salk生物研究所Juan Carlos Izpisua Belmonte课题组就在Cell发表相关工作，并且提出了“targeted epigenetic therapies”这个概念，并在几个小鼠疾病模型中得到验证【1】，详见此前BioArt的报道：Cell丨精确制导，安全提升，基于靶向表观遗传治疗的新一代CRISPR/Cas9技术；前不久中科院神经科学研究所杨辉研究组与上海科技大学黄鹏羽实验室合作在Nature Neuroscience杂志上也发表了相关研究论文，该研究建立了一种高效的基于CRISPR/dCas9的体内激活平台，并且在小鼠脑中实现了包括基因和长链非编码RNA在内的多个基因元件的同时激活【2】，详见BioArt此前的报道：杨辉、黄鹏羽合作组利用dCas9转基因小鼠在脑内实现多基因同时激活。尽管目前已有不少利用dCAS9操作多基因激活的报道出现，但是关于利用该技术实现多基因敲低的报道相对比较少，进展也慢一些。

2月5日，Nature Neuroscience以Technical Reports的形式在线发表了由清华大学生命科学联合中心姚骏课题组和中科院北京基因组所米双利课题组合作完成的题为“CRISPR interference-based specific and efficient gene inactivation in the brain”的研究论文，报道了他们建立的在动物脑内进行基于CRISPR interference (CRISPRi)的多重基因条件性敲低平台，为在体研究复杂蛋白复合物的功能和多基因神经疾病的发病机理提供了重要的工具。

CRISPR/Cas9基因编辑工具已被广泛用于建立转基因细胞株和动物模型。然而，该技术目前在神经科学中的应用还很局限。一方面，神经元的不可分裂的特性决定了无法以建立细胞系的方式来研究特定基因在神经元中的功能。另一方面，CRISPR/Cas9切割后产生的非同源末端连接修复常常导致非特异性的删除、插入或其它突变，导致在单细胞水平产生多种表型变化，例如杂合型、纯合失活型和野生型等，将可能对后续实验产生不必要但却可能是非常严重的干扰。

在这项研究中，研究人员利用病毒传递策略，针对神经元构建了优化的基于dCas9融合KRAB的CRISPRi系统（dCas9-KRAB，KRAB是著名的转录抑制因子）【3，4】，达到在小鼠脑内进行高效且靶向特异性的抑制功能基因表达的目的。该系统不但在单细胞水平获得均一的表型，而且在基因沉默水平上显着优于传统的RNAi技术。利用sgRNA相隔错配的“钓鱼”策略，作者进一步证明基于dCas9的CRISPRi技术在神经元中具有精确的靶向特异性，几乎不会产生脱靶效应。因而，针对神经元特异的CRISPRi技术可用于快速地构建脑内基因特异性敲低的动物模型，能够大大缩短了研究时间和花费。

作者进一步拓展该技术在动物脑内的应用，利用神经元亚群特异性的启动子条件性控制功能基因Syt1在海马齿状回兴奋性和抑制性神经元中的独立失活，以达到双向调节局部神经网络的兴奋/抑制平衡的目的。分子生物学和电生理学实验证明，条件性CRISPRi能精确控制Syt1基因在特定类型神经元中丧失功能而不影响Syt1在其它类型细胞中的表达。进一步的动物行为学测试表明，上调或下调齿状回神经网络的兴奋/抑制平衡，使得小鼠学习记忆能力出现相应的双向变化；然而，无论是平衡朝哪个方向移动，小鼠均表现出抑郁和焦虑行为。

这些基于条件性CRISPRi的实验结果表明，海马区对于动物学习记忆和精神活动的调节具有完全不同的机制。最后，作者建立了靶向Syt1及其互作蛋白网络的基因Syb2，Stx1a/b和SNAP25a的五重基因CRISPRi。这一测试采用两种不同的策略，分别是：1）多种聚合酶III型启动子独立驱动的sgRNA表达框和dCas9-KRAB共表达的一体化载体系统；2）串联表达的同种聚合酶III型启动子驱动sgRNA表达框与dCas9-KRAB独立表达的双载体系统。实验证明，这两套系统都能够在小鼠脑内实现灵活多变的多基因不同组合的高效失活。因此，针对神经元的CRISPRi能够灵活地实现小鼠脑中复杂基因网络的条件性调节。

该研究的一系列实验证明，基于病毒传递策略的CRISPRi工具，能够在动物出生后的各个阶段，包括在生理及病理状态下实现在体操作，建立神经元和动物模型，从分子到细胞，从环路到行为，解析多重基因和复杂表型之间的关联，探索复杂脑疾病的致病机制，并在此基础上寻求新型有效的治疗策略。因而，该研究工作为神经生物学研究提供了灵活而多样的基因操作工具。

据悉，清华大学生命学院及生命中心PI姚骏研究员和中科院北京基因组所米双利研究员为本文共同通讯作者，生命学院博士后郑毅和沈伟为本文共同第一作者，中科院北京基因组所博士生张健、清华生命学院博士生刘要南、喻霞、卢思瑶和陈运等为本项研究工作做出重要贡献。姚骏研究员为青年千人计划获得者，主要从事神经疾病和突触信号传导研究，近年来作为第一作者或通讯作者在Nature、Cell、Nature Neuroscience等国际一流期刊发表论文多篇。(生物谷Bioon.com）