2018基因编辑与基因治疗国际研讨会嘉宾演讲摘要（一）

2018基因编辑与基因治疗国际研讨会官网入口：
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以CRISPR-Cas9为代表的基因编辑技术从发现到应用， 至今已经走过5年多的时间。毋庸置疑，它开辟了生命医学研究的一个新时代。首先是以基因编辑技术为代表的基因治疗, 使很多罕见遗传病有望被治愈，如血友病、杜氏肌营养不良（DMD）症、地中海贫血症、亨庭顿舞蹈症等；其次，基因编辑改造的T细胞在肿瘤免疫治疗上有望实现规模化制备。通用CAR-T有可能成为未来的白血病治疗的标准方案之一；第三，基因编辑技术与干细胞结合有望促进再生医学领域的应用，特别是中国科学家通过基因编辑技术，首次人工改造出遗传增强的“超级”干细胞。

除CRISPR-Cas9外，基因编辑系统的分类与功能进一步完善。在原有CRISPR/Cas9系统基础上，又有一些新的或改进的基因编辑技术出现，以提高其编辑效率，降低脱靶效应，使用更安全。

然而，如何规范基因编辑技术的合理应用，如何促进基因编辑技术的临床转化，是值得探讨的问题。另外也有许多科研工作者和临床医生关心基因治疗的临床进展。为此，生物谷将举办2018基因编辑与基因治疗国际研讨会，邀请国内外一线专家, 临床医生深入研讨，推动交流与合作。

部分嘉宾演讲摘要预览：

 

刘光慧 教授

Hutchinson-Gilford progeria syndrome (HGPS) and Werner syndrome (WS) are two human premature aging disorders with features that closely recapitulate the characteristics of human aging. Mutations in LMNA and WRN genes lead to aberrant splicing product progerin and protein loss in HGPS and WS, respectively. Study on how genetic alteration leads to the cellular and organismal phenotypes of premature aging will provide clues to the molecular mechanisms underlying physiological aging and facilitate our understanding of the molecular pathways contributing to healthy aging. We have generated induced pluripotent stem cells (iPSCs) from fibroblasts obtained from patients with HGPS, Parkinson’s disease (PD), Amyotrophic lateral sclerosis (ALS), Fanconi Anemia (FA), and Xeroderma pigmentosum (XP). Further, using targeted gene correction technique, we successfully corrected the mutated LMNA in HGPS-iPSCs, mutated LRRK2 in PD-iPSCs, mutated FANCA in FA-iPSCs, and mutated SOD1 and FUS in ALS-ipsCs. Finally, by using targeted “knock-out” and “knock-in” techniques, we generated WS-, FA-, PD-, and Glioblastoma multiforme (GBM)-specific human stem cells with relevant pathogenic mutations. Upon differentiation of these disease-specific pluripotent stem cells to specific somatic cell types, the latter recapitulated aging/disease-associated and tissue-specific phenotypic defects. Altogether, these studies provide important platforms for studying aging/disease mechanisms and developing new therapies.

 

杨辉

基因修饰动物是研究在发育和疾病中基因功能的重要工具。CRISPR/Cas9系统有效的应用于构建基因敲除和敲入小鼠。然而，该方法获得的基因修饰动物存在严重的嵌合体现象，即动物个体的一部分细胞被基因编辑，而另一部分则没有。通过交配方法获得纯合的基因敲除小鼠需要很长的时间和花费，这在获得多基因敲除小鼠中尤为明显。而由于猴子的生殖周期长（4-5年性成熟，半年怀孕期），生殖能力低（单胎动物），通过交配方法来获得纯合突变的基因修饰猴则需要更长的时间和花费。为此，我们通过优化CRISPR/Cas9系统，成功的在第一代就获得了单基因或多基因功能完全敲除的小鼠及猴，可以直接用于表型分析，极大促进了非人灵长类动物模型的建立及其在脑科学及脑疾病中的研究。同时我们设计了一种同源介导末端接合（HMEJ）策略，可以在分裂和非分裂细胞中均实现精确且高效的基因整合。更重要的是，在小鼠和猴子胚胎或者体内的肝细胞和神经元中，该方法的效率均远高于以HR、NHEJ和MMEJ为基础的策略。因此，这种HMEJ策略可能具有多种运用性，譬如基因编辑来获得动物模型以及靶向基因治疗。
通过上述几种方法，我们可以有效的在猴中获得各种基因修饰猴模型。近期，我们目标获得的疾病猴模型包括PD，AD，ALS，DMD，RP，AS等，工具猴模型包括光遗传猴，各种神经元特异的Cre猴等。这些猴模型的建立将极大促进我们对人类疾病的了解和治愈。
此外，我们也致力于各种CRISPR相关工具的开发及优化，包括CRISPR激活系统，CRISPR标记系统，CRISPR介导的成体治疗等等。
 

基因组编辑技术的飞速发展，尤其是近年来CRISPR/Cas9基因组编辑体系的出现，使得研究人员能高效地在细胞株和动物模型中对基因组进行精确编辑，并进行大规模遗传筛选。利用CRISPR体系，同时结合报告基因系统，我们针对人多能干细胞肝向分化中的调控因子进行了大规模筛选，鉴定出若干基因在人多能干细胞体外定向分化为肝脏样细胞过程中起调节作用。并根据筛选出的调节基因及其相关功能提示，进一步进行了有针对性的化合物文库筛选，发现有效的小分子抑制剂能显著促进多能干细胞的肝向分化。同时，我们建立了CRISPR体内高效肝脏靶向体系，并进一步用于大规模筛选参与肝脏再生过程中的调节分子。我们的研究提示了基于CRISPR平台的大规模筛选系统在体内和体外生物过程研究中的应用价值。
 

蔡宇伽 PhD, 研究员

经过几十年曲折发展的历程，基因治疗正逐渐进入世界中心舞台。基因治疗的实现有赖于可靠的载体技术。载体技术通常分为非病毒载体和病毒载体两套系统。非病毒载体以Sleeping Beauty（睡美人）和piggyBac转座子为代表。病毒载体以慢病毒载体和腺相关病毒载体（AAV）为代表。转座子是一种古老的可移动的DNA元件。它们存在于所有的生物的基因组，可以在基因组里‘跳跃’和扩增。由于突变的不断积累，大多数转座子在漫长的生物进化当中趋于沉默，不再活跃。比如，目前最常用的转座子系统之一Sleeping Beauty便是从三文鱼的基因组中重新构建而来的，因而称为‘睡美人’转座子。转座子系统包括两个元件，一个是转座子酶，一个是转座子。转座子在转座子酶的作用下，以剪切和粘贴的方式实现转座。 与病毒载体相比，转座子的优势体现在，（1）生产过程极其简单，成本低廉；（2）转座子能够携带比病毒载体大得多的基因，比如，Sleeping Beauty能够携带10 kb的基因，而piggyBac更是能达到100 kb；（3）Sleeping Beauty的插入位点随机分布，因而具有较低的插入突变和导致癌症的风险。作为基因治疗载体，转座子系统也有自身的缺点，主要体现在，（1）自身不具备穿透细胞膜屏障的能力；（2）用于在体基因治疗比较困难。相反，病毒在漫长的生物进化过程当中获得了极为高效的感染细胞的能力。根据病毒改造而来的基因治疗载体继承了病毒这种穿透细胞膜的能力。病毒载体用于基因治疗的担忧主要来自于安全性。报告人将介绍课题组在安全性上对慢病毒进行改造的最新进展。

 

李斌 教授，主任医师

Leber氏遗传性视神经病变（LHON）是一种导致失明的线粒体遗传病 。在NADH脱氢酶亚基4（ND4）基因的11778碱基位点A线粒体DNA点突变是最常见的原因。本研究的目的是评估在携带G11778A突变LHON患者携带ND4（的rAAV2-ND4）的重组腺相关病毒2（AAV2）的疗效和安全性。通过玻璃体内注射到一只眼睛，有九个患者施用了rAAV2-ND4， 然后对他们进行9个月的跟踪。进行视力，视野，和光学相干断层成像的眼科检查。体检包括血常规，尿。经过9个月的随访发现，其中六名患者注射过的眼睛的视力有至少0.3 log MAR改善。在这六个患者中，视野被扩大，但视网膜神经纤维层保持相对稳定。其他的测量结果没有显著的变化。在9个月的随访期间，九个患者均无与向量相关的局部或全身不良事件。这些发现支持了LHON基因疗法的可行性。
 
大会联系人：

何春幸
E-mail: chunxing.he@medsci.cn
Mt: 17321087523 微信号medscihuiyi01
 
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