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人类DNA使鼠脑变大;基因治疗可以按需定制 | 前沿动态

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原文发表于 《科技导报》2025年第11期科技新闻-前沿动态

罕见病婴儿接受全球首例定制CRISPR基因治疗

图片来源:pixabay

美国费城儿童医院与宾夕法尼亚大学医学团队利用定制化CRISPR基因编辑疗法,成功治愈了一名患有罕见遗传病的儿童。2025年5月15日,这项研究成果发表在

The New England Journal of Medicine
上,为其他罕见病基因治疗带来新希望。患儿KJ出生不久即确诊患有氨甲酰磷酸合成酶I型缺乏症(CPS1缺乏症)。CPS1编码一种肝脏酶;该酶缺乏会使蛋白质分解时血氨含量升高至正常值的数十倍,进而损伤大脑,超过1/2的患者因此早逝。

研究团队采用新一代碱基编辑技术,为KJ基因中的单一碱基突变量身定制治疗方案。这种名为“k-abe”的疗法通过脂质纳米颗粒(LNP)将基因编辑工具精准递送至肝脏细胞,无需切断DNA双链即可完成碱基替换,修复了导致CPS1酶缺陷的遗传错误。从基因测序到药物生产仅耗时6个月,创下全球个体化基因疗法开发速度的新纪录。在为期2个月的k-abe静脉输注后,KJ的血氨浓度迅速恢复至安全范围,蛋白质耐受性显著提高,生长发育已达到同龄儿童水平。

诺贝尔奖得主Jennifer Doudna评价此为“医学史重要里程碑”,标志着基因治疗正从通用方案迈向按需定制,为无数罕见病患者带来了希望的曙光。

(综合

The New England Journal of Medicine
、《中国科学报》《科技日报》、新华社)

人类DNA使鼠脑变大

图片来源:电影《精灵鼠小弟2》剧照(图片来源:《精灵鼠小弟2》)

人类大脑如何变得如此庞大和复杂一直是一个谜团。美国加州大学旧金山分校的Katherine Pollard团队发现,将一段仅存在于人类基因组中的遗传片段插入小鼠体内后,它们的大脑会长得比通常情况更大。2025年5月14日,相关研究成果发表于

Nature

先前的研究表明,“人类加速演化区”(HARs),即哺乳动物中普遍保守、但在人类从黑猩猩进化出来后迅速发生改变的短段基因组区域,可能是大脑发育和体积增大的关键因素之一,但这些HARs在大脑构建过程中的具体机制尚不清楚。

为此,Pollard团队聚焦于他们在10年前发现的HARs——HARE5。在小鼠中,这段DNA已知可以增强Fzd8基因的表达,而Fzd8是神经细胞发育和生长的关键基因之一。研究人员比较了HARE5在小鼠、黑猩猩和人类中的作用效果。

当研究人员用人类版本的HARE5替代活体小鼠自身版本的HARE5后,这些小鼠成年后的脑容量比未经过基因改造的小鼠平均大了6.5%。这种增强大脑的“助推器”在一种名为放射状胶质细胞的神经干细胞中最活跃,这些细胞最终会分化为神经元和其他脑细胞。人类版本的HARE5促进了这些胶质细胞的分裂和增殖,从而产生了比使用小鼠版本HARE5更多的神经元。

研究人员还发现,含有黑猩猩版本HARE5的类器官所产生的放射状胶质细胞少于含有人类版本HARE5的类器官,而且这些胶质细胞的发育程度也较低。此外,HARE5增强了驱动神经干细胞生长的一个关键信号通路,进一步证实了这一遗传“助推器”在提高人类大脑体积和复杂性方面的作用。

研究人员提醒,脑容量增大未必等同于认知提升;后续需通过行为学测试和多HARs组合编辑,评估功能、阈值与潜在副作用。不过,这项工作已为破解人脑演化之谜和精准治疗神经发育疾病奠定了可操作的试验模板。

(综合

Nature
、《中国科学报》、光明网)

《科技导报》创刊于1980年,中国科协学术会刊,主要刊登科学前沿和技术热点领域突破性的研究成果、权威性的科学评论、引领性的高端综述,发表促进经济社会发展、完善科技管理、优化科研环境、培育科学文化、促进科技创新和科技成果转化的决策咨询建议。常设栏目有院士卷首语、科技新闻、科技评论、专稿专题、综述、论文、政策建议、科技人文等。

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