基因新闻 第43页

Johnson & Johnson Innovation和Janssen Pharmaceuticals，Inc.（JPI）与宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）的基因疗法项目组签署了独家合作研究协议。该合作将同时利用由宾夕法尼亚大学研发的腺相关病毒（AAV）载体和JPI研发的靶向阿兹海默病的抗体，开展研究。

该合作旨在使用AAV病毒递送来表达靶向阿兹海默病的主要病理标志的治疗性抗体。使用AAV作为基因递送方法有可能改变生物疗法对阿兹海默病和其他大脑疾病的治疗方式，开辟治疗许多破坏性神经疾病的新方法。在此合作协议下，JPI将拥有所研发产品全球独家商业化的权利。

强生公司执行副总裁兼首席科学官Paul Stoffels博士表示：“我们的首要任务是改善全球人民的健康状况，这项合作是探索新型疗法的独特机会。通过与企业、学术中心和公共机构合作共同推进医疗健康行业变革性的创新，我们距离解决许多迫在眉睫的全球医疗问题又更近了一步。”

另外，强生还有一些值得关注的合作研究，列举如下：

肥胖是一种不断增长的流行病，影响到美国三分之一以上的成年人，并常导致糖尿病，心脏病，中风和某些类型的癌症。Janssen Pharmaceuticals与G-Protein Coupled Receptor（GCPR）药物发现孵化器Beacon Discovery建立了多年的研究合作关系，以研究和开发治疗肥胖和其他代谢疾病的新一代治疗药物。

强生和Janssen Research & Development与Holobiome公司建立了独家合作研究协议，研发微生物治疗药物来治疗中枢神经系统和肠神经系统疾病。该合作将审查一个细菌团，可用于创建差异化的益生菌或非处方产品，从而解决失眠问题。除了睡眠障碍之外，这些细菌还可以用于治疗其他潜在的病症。

强生已与圣地亚哥的Dermala公司建立了合作关系，共同开发微生物衍生的皮肤治疗方法。Dermala的技术优势在于利用好皮肤细菌的有益功能，消除不良细菌，平衡微生物群。

牛皮癣是一种慢性免疫介导的疾病，影响力全球数百万人。强生已经扩大了与莫纳什大学（Monash University）的研究合作，旨在进一步探索牛皮癣的潜在触发因素，以发现和开发潜在的新疗法，防止疾病的发生。

强生亚太区与工业技术研究院合作，为肺癌、慢性阻塞性肺病、糖尿病、眼睛健康和数字化健康项目等建立了共同资助协议项目。该项目将为公共部门参与者和创业型公司的一项或多项研究项目提供资助和指导。(生物谷Bioon.com）

杜克大学最新授权Sarepta公司一项基因编辑技术专利，针对各种外显子跳跃。

这个专利技术采用基因剪辑技术CRISPR-Cas9，将外显子去除来恢复肌营养不良的蛋白表达。

目前，位于北卡州的杜克大学授权Sarepta公司知识产权和技术专有权。这项技术由杜克生物工程副教授，杜克生物分子和组织工程中心主任查尔斯Gersbach领导的实验室内进行。

根据协议，Sarepta和杜克实验室计划共同推进基因编辑平台的研究。 拥有更多将领导潜在疾病和患者资源的Sarepta公司将负责将这些技术推入临床开发，来治疗杜氏肌营养不良（DMD）。这个合作的财务条款未公开。

杜克Gersbach实验室的细胞培养，以及在小鼠进行的研究表明，使用CRISPR可技术以剔除外显子，从而纠正导致DMD的肌营养不良蛋白突变。

小鼠模型也表明，该技术可以改善肌肉力量。 Gersbach 教授在2015年12月的“科学”发表文章，公布了三个概念验证研究（POC）中的一个，显示出小鼠在经过CRISPR基因组编辑后，可能对DMD具有改善症状的作用，为外显子跳跃提供了潜在的替代方法。

Sarepta表示，临床研究用于治疗DMD的目标是各种外显子跳跃，包括外显子53和外显子45。

Sarepta去年获得美国食品药品管理局（FDA）的批准，上市了首个DMD治疗新药，Exondys51。

这个通用名为eteplirsen它只治疗具有外显子51跳跃的DMD患者，大约占所有DMD患者的13%。

如今，Sarepta希望能开发一种基因疗法，治疗大多数的DMD患者。DMD是一种罕见遗传基因疾病，每3600名新生男婴中就有一例发生。

这是最新的一个基因治疗DMD的尝试。今年6月，Sarepta公司与法国的非盈利机构Genethon合作，开发微营养不良基因疗法（microdystrophiny gene therapy）。(生物谷Bioon.com）

基因疗法公司Ophthotech宣布已与佛罗里达大学研究基金会（University of Florida Research Foundation）和宾夕法尼亚大学（University of Pennsylvania）达成了独家全球许可协议，开发一种新型腺伴随病毒（AAV）的基因疗法，治疗视紫红质介导的常染色体显性视网膜色素变性（RHO-adRP）。

RHO-adRP是一种单基因孤儿病，表现为进行性和严重视力丧失，并且会导致失明。据估计，美国和欧洲约有11000位患者。目前还没有获批疗法来治疗这种遗传性视网膜孤儿病。临床前解剖学和概念验证性功能研究，已经在犬疾病模型中显示了有希望的结果。

Ophthotech公司的基因疗法将编码功能性蛋白的DNA递送至靶组织，利用受体细胞的功能合成蛋白质。基因疗法可在患者体内产生或者递送治疗性蛋白，替代患者由基因突变而导致的功能蛋白缺失。由病毒载体递送的DNA通常由启动子序列控制基因转录成RNA，并启动蛋白质合成。基因疗法面临的挑战包括制造特殊的载体，将转基因转染或者输送到特定的细胞类型，达到治疗剂量水平的蛋白，并且避免导致组织损伤的炎症反应。Ophthotech公司认为，AAV载体对视网膜细胞具有特异性，与目前其他的递送载体和基因治疗技术相比，它们在人体中的安全性相对较好。

Ophthotech通过与美国和国际领先公司和学术机构的合作，研究有前景的基因疗法候选产品和其他技术。该公司认为，对于没有任何治疗选择的患者，或者是需要几年乃至几十年长期治疗的年龄相关性视网膜疾病患者来说，使用单一基因疗法治愈患者，或者延长治疗效果将非常有吸引力。

除了独家许可协议外，Ophthotech和宾夕法尼亚大学还签署了由宾夕法尼亚州创新中心（PCI）推动的主要研究协议，并且计划进行临床前研究。在资助该研究的同时，Ophthotech计划开展可进行新药临床试验申请（IND-enabling）的研究。根据目前的时间表，该公司预计将在2020年初启动1/2期临床试验。

“这种新型基因疗法的卓越科学设计，使它可以敲除突变型视紫红质的表达，同时用单一AAV载体提供功能性视紫红质。在临床前研究中，我们已经实现了恢复正常的蛋白表达，”Ophthotech首席医学官Kourous A. Rezaei博士说：“与佛罗里达大学和宾夕法尼亚大学的杰出科学家合作，加强了Ophthotech致力于建立基于尖端技术的基因疗法管线，治疗视网膜疾病。”

“这项协议凸显了我们致力于通过与领先的学术机构和创新型生物技术公司的合作，创造有价值的基因疗法，”Ophthotech总裁兼首席执行官Glenn P. Sblendorio先生表示：“我们将继续集中精力，为视网膜疾病患者开发治疗方案。”

我们期待这些合作能够推动基因疗法的开发，为不幸患有此类视网膜孤儿病的患者带来光明。(生物谷Bioon.com）

Wei Li是中国科学院动物研究所的研究员。 他的课题组关注生殖和再生领域，以及对基因组工程工具的开发和探索基因治疗的新方法；Fei Teng是中国科学院动物研究所的博士候选人。 他目前的研究关注在CRISPR-Cas系统在疾病建模和新基因组编辑工具的开发和应用上。

最近发表在Genome Biology上的研究发现了几种新的CRISPR-Cas12a基因座，这是一种用于编辑哺乳动物基因组的CRISPR-Cas系统。本文的两位作者Wei Li和Fei Teng向我们展示了他们的研究以及这个发现是如何增强和扩展基因编辑工具的。

在短短几年内，一种被称为CRISPR的技术不仅改变了科学家对DNA进行特定改变的方式，而且也改变了人们可能想到的治疗疾病的方式。与此同时，CRISPR-Cas系统在微生物界的出现也加速了新的基因编辑工具的出现。

来自中国科学院动物研究所的Wei Li博士团队发表在Genome Biology上的研究为我们提供了更为实用的Cas12a/Cpf1同源物，扩大了我们对基于CRISPR-Cas系统来进行基因编辑的选择范围，并且通过基因工程学方法和优化CRISPR RNA (crRNA) 的scaffold结构可以增强Cas12a酶的靶向效率。

新兴的CRISPR-Cas介导的基因编辑技术是一个很有前景的领域，在基础研究和生物医学应用方面具有广阔的应用前景。 到目前为止，已发现6种类型和超过20种的CRISPR-Cas系统亚型。 其中，CRISPR-Cas12a是第二类（V型）用于编辑哺乳动物基因组的CRISPR-Cas系统。Cas12a具有独特的功能，可以与CRISPR-Cas9系统进行互补。 然而，这个系统仍存在一些缺点需要改进，例如：较低的基因组覆盖率和较低的靶向效率。

在这项研究中，Wei Li和他的团队对数据库进行了深入挖掘，并确定了几个新的CRISPR-Cas12a基因座，这些基因座已被证实能用于哺乳动物细胞的基因编辑。在这篇文章中，他们对这六种新的Cas12a同源物的编辑情况进行了深入探讨。

扩展Cas12a的全部功能

Wei Li等人发现， V-A型Cas12a系统是十分保守的，尤其在成熟的crRNA序列和二级结构中。基于这种保守性，研究者推断它们必需的PAM序列也具有保守性。正如本文的体外研究数据所揭示的，这些新鉴定的Cas12a核酸酶能够利用5T-PAM富集区，作者随之发现了更多的Cas12a核酸酶编辑哺乳动物基因组的潜在位点。

利用非常规的PAMs增加基因组的覆盖率

与广泛使用的AsCas12a和LbCas12a相比，这六种Cas12a的同源物中的一些可以识别更简单的5-TTN PAM，使得基因组的覆盖率提高到四倍水平。 此外，在体外切割测试中，他们发现HkCas12a可以利用非常规的PAM（5-YYN和5-TBBN-）。 尽管在细胞系中很少有PAM序列被鉴定出来，但研究者可以利用HkCas12a对5’-YTN 和 5’-TYYN PAMs 的识别来实现对哺乳动物的基因编辑。在哺乳动物基因组中，与经典的5-TTN PAM相比，HkCas12a对PAM的识别可以将HkCas12a的靶向范围增加三倍。

通过优化的crRNA scaffolds，提高Cas12a蛋白的靶向效率

在本研究中，Wei Li和他的团队观察到不同的crRNA scaffolds可以影响Cas12a蛋白的靶向效率。在大多数情况下Cas12a蛋白的活性会减少甚至完全消除，但在极少数情况下，crRNA scaffolds环区域的一些变化能够增加Cas12a核酸酶的活性。他们成功地筛选出一种变体（crRNA4n96），可以显着提高Cas12a介导的基因编辑效率。

总的来说，这个研究发现了六个新的可用于基因编辑的Cas12a，它们具有更高的基因组覆盖率，为研究者提供了更多的基因编辑选择。 更重要的是，通过设计和优化crRNA scaffolds，可以将Cas12a同源物的靶向效率进行有效地提高。(生物谷Bioon.com）

日本理化学研究所基因组序列分析项目负责人中川英刀和兵库县医科大学教授池内浩基的联合研究小组，对炎症性肠疾病转化结肠癌患者的全基因组进行解析，发现了结肠癌发病机理。该研究成果将于近日发表在美国《Oncotarget》科学杂志上。

在日本，溃疡性大肠炎和克罗恩病等炎症性肠疾病患者近年来数量激增，目前有20多万患者接受长期治疗。而长期患有肠道慢性炎症，导致大肠癌发病风险极高。一旦患上大肠癌，就需接受大肠全部切除手术。常见的大肠癌发生机理已被详细阐明，但结肠癌的发生机理尚未发现，需要对全基因组进行详细研究。

研究小组对90位炎症性肠疾病转化为结肠癌患者的全基因组进行了详细分析。通常在大肠癌中，APC基因变异最多，60%至90%出现APC基因变异。此次全基因组分析发现，结肠癌的APC基因变异仅为15%，TP53和RNF43基因变异分别为66%和11%，这意味着结肠癌有与大肠癌不同的发病机理。特别是RNF43基因，其与APC基因一样具有Wnt信号通路功能，在通常的大肠癌中变异较为少见，因此研究人员认为，该基因在炎症性肠疾病转为癌症的发病过程中具有重要功能。研究还发现，RNF43基因变异与炎症性肠疾病发病和严重程度正相关，而APC基因变异与炎症肠疾病发病和严重程度呈相反关系。结肠癌多呈现黏液癌等非典型病理症状，在RNF43基因变异的结肠癌中，多具有黏液癌和低分化型的病理症状倾向，而APC基因变异的结肠癌多具有典型大肠癌的高分化型病理倾向。

该研究成果从全基因组视角解读了结肠癌发病机理。结肠癌有与大肠癌不同的发病类型以及类似的发病类型，可根据变异基因进行分类。(生物谷Bioon.com）

日前，罗氏旗下基因泰克公司宣布，与总部位于西雅图的Adaptive Biotechnologies建立了合作关系，该合作的总价值可能高达20亿美元，主要用于开发、生产和商业化新型抗原定向T细胞疗法，用于个体化治疗多种癌症。

该公司日前宣布，此次合作将把基因泰克著名的免疫疗法研究成果及药物，与Adaptive专有的T细胞抗原受体（TCR）发现和免疫分析平台TruTCR相结合，目的是加速研发对每位患者个性化癌症定制细胞疗法的转型新治疗范例。

Adaptive公司首席执行官Chad Robins表示，“很高兴基因泰克选择我们进行新抗原定向的T细胞疗法合作。通过此次合作，基因泰克带来了一个行业领先的科学团队和药物开发专家团队，可能使我们旗下拥有专利的T细胞抗原受体发现和免疫分析平台能够帮助尽可能多的患者。”

Adaptive Biotechnologies将使用其研究性TCR发现平台来确定患者体内最佳的T细胞抗原受体，以便能够最有效地针对每位患者的个性化抗原进行治疗。Adaptive的TruTCR筛选平台能够高效率地发现针对任何类型的临床相关抗原的T细胞抗原受体。作为合作的一部分，基因泰克将设计和制造个性化的细胞药物，以便为每位患者提供更好的治疗服务。

细胞疗法的核心关键之一就是T细胞抗原受体，这指的是T细胞表面的特异性受体，负责识别由主要组织相容性复合体（MHC）所呈递的抗原，与B细胞抗原受体不同，并不能识别游离的抗原。通常情况下，T细胞抗原受体与抗原间拥有较低的亲和力，因而同一抗原可能被不同的T细胞抗原受体所识别，某一受体也可能识别许多种抗原，在识别特异抗原后激活T细胞，起到自身免疫的作用。Adaptive公司表示，此次合作的目标是利用绝大多数治疗相关的、患者特异性新抗原，推进肿瘤学的下一代细胞疗法。

Adaptive透露，该合作首先将利用其不断增长、具有良好表征的抗原特异性T细胞抗原受体数据库，该数据库已针对患者中的数千种已知癌症抗原进行过筛选。Adaptive表示，尽管目前已有较多的数据库作为基础，但未来的目标是“筛选并选择一种针对其自身最相关的新抗原，作为患者个性化治疗、对其自身最有效的数据库”。此举将为每位接受治疗的患者制定个体筛查流程，这样做是为了针对特定患者的癌症，对细胞疗法进行量身定制。

Adaptive Biotechnologies创新主管兼联合创始人Harlan Robins表示，“迄今为止，癌症中的细胞治疗方法虽然发展迅猛，但还是受到无法有效筛查和转化患者特异性抗原免疫反应的限制。准确识别患者体内的这种新抗原，是未来新型免疫疗法发展的主要驱动因素。”

基因泰克母公司罗氏全球药物合作主管James Sabry表示，“新抗原可能会成为利用人体免疫系统对抗癌症的最有效方法，与Adaptive的合作有可能改变癌症的治疗方式，使我们更接近真正个性化的医疗保健。”

据悉，根据协议条款，Adaptive将获得价值高达3亿美元的预付款，如果未来的合作取得相应进展、监管和商业里程碑等，则可能会随着时间的推移支付超过20亿美元款项。根据协议内容，基因泰克将主要负责临床研发、监管和商业化工作，Adaptive公司主要负责在全球范围内对患者特异性抗原的筛查工作。该合作协议预计将于2019年第一季度完成。

虽然Adaptive已经与基因泰克签署了相关合作协议，但该公司指出，它将继续使用其T细胞抗原受体平台合作开发其他疾病领域的细胞疗法，包括自身免疫疾病和传染病。(生物谷Bioon.com）

小编推荐会议 2019（第十届）细胞治疗国际研讨会

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2018年3月24日/生物谷BIOON/—在来自美国斯克里普斯研究所（TSRI）的研究人员的领导下，一项新的研究发现一种曾被认为是罕见的可能让人们不会患上疟疾的基因突变其实是非常常见的。这一发现有助认识与携带疟原虫的蚊子近距离居住在一起的人类如何能够抵御这种疾病。相关研究结果于2018年3月22日在线发表在Cell期刊上，论文标题为“Common PIEZO1 Allele in African Populations Causes RBC Dehydration and Attenuates Plasmodium Infection”。论文通信作者为斯克里普斯研究所助理教授、斯克里普斯转化科学研究所传染病基因组学主任Kristian Andersen博士。论文第一作者为斯克里普斯研究所研究员Shang Ma博士。

这些研究人员发现基因PIEZO1（编码一种压力感应蛋白）发生的一种突变（即E756del）能够让红细胞脱水。在一种小鼠模型中，这种突变使得疟原虫更难感染红细胞和导致脑型疟疾（由疟原虫感染导致的一种严重的神经系统并发症）。这种红细胞脱水症状，被称作遗传性干瘪红细胞增多症（hereditary xerocytosis），曾被认为是非常罕见的，因此发现它可能存在于三分之一的非洲人后裔身上是令人吃惊的。

这种PIEZO1突变在非非洲人群中并不常见，而且之前从未成为大规模分析的关注焦点。这些新的发现提示着这种突变在人们遭受疟疾选择压力的地区是更为常见的。

这种PIEZO1突变并不是与疟疾抵抗性相关联的首次适应。非洲人后裔也更可能患有一种被称作镰状细胞病的遗传病，这也使得疟原虫更难侵入他们的红细胞。Andersen说，展望未来，人们还将需要开展大规模的基因组关联研究来证实这种PIEZO1突变在疟疾抵抗性中的作用。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Shang Ma, Stuart Cahalan, Gregory LaMonte et al. Common PIEZO1 Allele in African Populations Causes RBC Dehydration and Attenuates Plasmodium Infection. Cell, Published online: March 22, 2018, doi:10.1016/j.cell.2018.02.047

2018年10月6日/生物谷BIOON/—在一项新的研究中，一个由全球17个实验室组成的联盟提供的结果与一项高度引用的研究[1]—它描述了一种利用CRISPR构建条件性基因敲除小鼠的技术—相矛盾。这项新的研究表明与那项原始的研究[1]相比，这种技术的效率要低得多。相关研究结果[2]于2018年9月1日发表在预印本服务器bioRxiv上，论文标题为“Re-Evaluating One-step Generation of Mice Carrying Conditional Alleles by CRISPR-Cas9-Mediated Genome Editing Technology”。

这项新研究的结果指出了那项原始研究的局限性，后者取得的成功似乎被归因为剔除杂合小鼠品系中的特定基因。根据谷歌学者（Google Scholar）网站的统计，那项原始研究被引用了将近1000次。它的主要作者坚持认为他的方法是强有力的。

在美国怀特黑德生物医学研究所遗传学家Rudolf Jaenisch及其同事们在2013年发表那项原始研究[1]之前，胚胎干细胞被用来制备条件性基因敲除小鼠—在需要缺失一个基因的情形下，动物的基因经改造后被关闭—这个过程可能需要数年时间，成功率仅为1％。CRISPR技术提供一站式服务，它所构建出的条件性基因敲除小鼠的成功率为16％。通过将CRISPR复合物注射到受精卵中，Jaenisch团队成功地将一个待剔除的基因放置在两个LoxP位点之间，从而允许这个基因受到条件性调节。

美国康奈尔大学干细胞与转基因核心机构主任John Schimenti说（未参与这两项研究），“Jaenisch发表的那项最初研究是一个里程碑，它当然证实了你能够在特定的位点上获得非常高效的突变。”

条件性基因敲除小鼠在生物医学研究中是非常重要的，这是因为它们让科学家们在有机体的特定组织中以及在发育期间的特定时间剔除必需基因。尽管Jaenisch开发的这种方法很有前景，但是试图利用该技术构建出条件性基因敲除小鼠的研究团队并没有那么成功。

Schimenti说，“所有试图利用他们最初提出的这种方法制备出的floxed等位基因（译者注：在遗传学中，floxed是‘flanked by LoxP’的缩写，指的是将一个等位基因以三明治的形式放置在两个LoxP位点之间。在Cre重组酶的催化下，两个LoxP位点发生重组，从而剔除这两个LoxP位点之间的等位基因。）通常都会遭遇失败。”Schiment已在康奈尔大学干细胞与转基因核心机构观察到与这项新的研究提及到的“相同的问题”。

Schimenti指出，Jaenisch开发的这种方法通常会导致脱靶突变，缺失或者无法以正确的方向插入两个LoxP位点。他说，“这一点在科学界中得到普遍认可，简言之，取得与Jaenisch团队报道的成功率相相近的结果是非常困难的。”

在学术会议和其他地方，一个紧密结合的研究团体针对其他实验室利用这种技术所面临的挑战开展的讨论使得主管澳大利亚国立大学转基因机构的Gaetan Burgio和他的同事们试图确定出了什么问题。

首先，三个实验室在不同的小鼠品系中复制了这项靶向同一个基因的原始实验，但没有取得成功。接下来，包括这三个实验室在内的17个实验室在5种不同的小鼠品系中针对小鼠基因组中的总共56个基因和2个基因间区域独立地重复这项实验。来自所有这些实验室的数据集经合并后包括17887个显微注射或电穿孔的小鼠受精卵和产生的1718只活小鼠，其中仅15只小鼠具有条件性对照所需的两个插入的LoxP位点。在所有接受测试的小鼠中，观察到脱靶的缺失或突变代替LoxP位点的正确插入。

与那项原始研究在小鼠中获得条件性敲除等位基因的效率为16％相比，Burgio和其他人的成功率仅为0.87％。Burgio说，“这种方法的成功率. . .相当于使用胚胎干细胞的经典方法。”

这17个实验室旨在找出导致成功地构建出条件性基因敲除小鼠的潜在因素，结果发现同时插入两个LoxP位点对这种技术的成功是至关重要的。

Jaenisch认为这两项研究中使用的小鼠品系之间的差异是症结之所在，也是这两项研究之间存在的很大差异的根本原因。Jaenisch对这项新研究的质量提出了质疑，“我不得不认为这些数据是不可靠的”。

Schimenti对此表示赞同，认为在重复那项原始研究时应考虑遗传背景。“我认为这是这项发表在bioRxiv上的研究存在的缺陷—如果他们测试Jaenisch的研究结果，他们应该使用完全相同类型的动物。”不过，Burgio和Schimenti提出一点：相比于这项新的研究中使用的小鼠，Jaenisch使用的小鼠品系并不常见。

Schimenti还提出了Jaenisch取得的16％成功率可能代表着那项原始研究中使用的特定小鼠品系中的单个基因座。Schimenti说，“我认为很明显这是一个非常有问题的技术。还需要有一个解决方法。”（生物谷 Bioon.com）

原始出处：

Study Challenges CRISPR Method for Making Conditional Knockout Mice

参考资料：

1.Hui Yang，Haoyi Wang，Chikdu S. Shivalila et al. One-Step Generation of Mice Carrying Reporter and Conditional Alleles by CRISPR/Cas-Mediated Genome Engineering. Cell, 12 September 2013, 154(6):1370-1379, doi:10.1016/j.cell.2013.08.022

2.Channabasavaiah Gurumurthy, Rolen Quadros, John Adams Jr. et al. Re-Evaluating One-step Generation of Mice Carrying Conditional Alleles by CRISPR-Cas9-Mediated Genome Editing Technology. bioRxiv, Published Online: 1 September 2018, doi:10.1101/393231

2019年5月15日 讯 /基因宝jiyinbao.com/ –人类微生物组，即生活在体内和体内的大量微生物，深刻地影响着人类的健康和疾病。特别是人体肠道菌群，其中含有最密集的微生物，不仅可以分解营养物质，释放对我们生存至关重要的分子，而且也是许多疾病发展的关键因素，包括感染，炎症性肠病，癌症，代谢性疾病，自身免疫性疾病和神经精神疾病。

我们对人体 – 微生物组相互作用的了解大多基于使用基因组或宏基因组分析的粪便样品中所含的疾病状态和细菌DNA之间的相关性研究。这是因为研究微生物组与人体外肠组织之间的直接相互作用是一项艰巨的挑战，这在很大程度上是因为即使共生细菌在培养皿上生长的一天内也会过度生长并杀死人体细胞。肠道中的许多共生微生物也是厌氧的，因此它们需要非常低的氧气条件才能生长，这会损害人体细胞。

（图片来源：Www.pixabay.com）

哈佛大学Wyss生物启发工程研究所的一个研究小组由该研究所的创始主任唐纳德·英伯德领导，他利用“器官芯片”（器官芯片）微流体培养技术开发出了解决这一问题的方案。他的团队现在能够在人体肠道芯片中培养一种稳定的复杂人体微生物组，与人血管上皮细胞直接接触至少5天，其中建立氧气梯度，为内皮和上皮提供高水平，同时保持缺氧状态。共生细菌栖息的肠腔内的病症。它们的“厌氧肠片”在数天内稳定地保持了与人类粪便相似的微生物多样性，并且是由人肠组织形成的保护性生理屏障。该研究发表在《Nature Biomedical Engineering》上。

“过去十年医学的主要模式转变是认识到微生物组在健康和疾病中发挥的巨大作用。这种新的厌氧肠道芯片技术现在提供了一种研究临床相关的人类宿主 – 微生物体相互作用的方法。通过提供直接进入微生物组和分化的肠组织，这种方法可用于发现导致疾病或可能有助于预防这些疾病的特定微生物或其代谢产物，并且因为我们使用从患者分离的细胞，可以使用这种方法对于个性化医疗提供帮助“（生物谷Bioon.com）

资讯出处：Human gut microbiome physiology can now be studied in vitro using Organ Chip technology