想象一下，一個成分單一的藥物，可以防止人類免疫缺陷病毒（HIV）感染，也能治療已經(jīng)感染艾滋病毒的患者，甚至能清除比HIV更厲害的病毒的所有休眠副本。這聽起來像科幻小說，但已經(jīng)有科學家們開始一步步接近于這個目標。他們通過定義和利用細菌和基因剪刀手CRISPR/Cas9系統(tǒng)，為細胞創(chuàng)造了一個新的防御系統(tǒng)。這篇研究成果，發(fā)表在最新的NatureCommunications。
CRISPR/Cas9需要guideRNA來定位它的剪刀位置。科研人員設計了針對HIV病毒guideRNA序列。他們將系統(tǒng)傳遞進入已經(jīng)感染了HIV的免疫細胞，發(fā)現(xiàn)CRISPR/Cas9系統(tǒng)成功能在設計的位置將HIV基因剪斷，并滅活了病毒。這導致了該病毒從72%的感染細胞中完全消失。CRISPR/Cas9系統(tǒng)不僅在最初被感染的細胞中去除了病毒的松散副本，它也同時削減了隱藏在細胞DNA內(nèi)的處于休眠狀態(tài)的HIV副本。隨后研究人員在多能干細胞內(nèi)表達了這個CRISPR/Cas9系統(tǒng)，經(jīng)過工程改造過的干細胞不僅能夠穩(wěn)定的表達靶向HIV的CRISPR/Cas9，高效地分化為HIVreservoir細胞類型，重要的是能夠維持對HIV挑戰(zhàn)的抵抗，不被感染。
雖然也有其他研究小組采取了類似的辦法針對HIV病毒，不過研究人員表示他們的方法能有效打擊活躍，全長度的HIV而不是只針對縮短，非活躍的病毒版本。
當HIV病毒復制潛入人體細胞，它們就會導致混亂。它使用細胞本身的分子機制制成病毒遺傳物質(zhì)的副本，這些副本隨后埋葬細胞自身的基因。從此之后，主體細胞變成一個HIV工廠，使得病毒大量復制，以遍布全身。現(xiàn)有的HIV藥物主要瞄準這一生命周期中的各個步驟：比如說一些阻止病毒整合進入細胞的DNA，而另一些嘗試包括停止受HIV影響的細胞生產(chǎn)更多的病毒。不過這些藥物的問題在于它們不能真正刪除那些隱藏在細胞的病毒DNA。這些病毒可以保持休眠狀態(tài)數(shù)年之久，然后再次激活。所以病人通常需要每天或每周的使用藥物來保障他們的生活，因為HIV可以潛伏。不過這樣花費的金錢，時間和精力實在難以估量。
為了解決這一問題，美國加州LaSierraUniversity的研究人員轉(zhuǎn)向使用CRISPR細菌分子防御系統(tǒng)。細菌可以利用CRISPR系統(tǒng)刪除基因中指定地點的外源DNA。最近科學家們已經(jīng)開始使用CRISPR系統(tǒng)來編輯基因表達。這次研究人員針對的是用CRIPSR/Cas9系統(tǒng)切開和破壞人體細胞病毒。
這一技術(shù)的主要優(yōu)點不僅是消除整合到人基因組病毒DNA，最重要的是，能夠預防應用。通過消除處于生命周期早期的病毒，我們或許可以像常規(guī)疫苗類似的方式完全防止人細胞對HIV的感染。不過，我們還需要更多的研究來確定如何應用該技術(shù)于人類患者；HIV病毒是否會迅速變異，逃避CRISPR系統(tǒng)?？紤]到這一點，該團隊正在研究增加更多的guideRNA和CRISPR的組合，使得能同時識別病毒的多個DNA位點，增強剪切的有效性。
（實習編輯：周小芳）
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