朱焕章课题组研发出诱导型基因编辑核酸酶ZFN切除全长HIV-1前病毒
发布时间:2018-05-31  阅读次数:456

       近日,我院朱焕章教授实验室在Molecular Therapy- Nucleic Acids杂志上在线发表了题为“ Zinc finger nucleases (ZFNs) induced by HIV-1 Tat excise HIV-1 from host genome in infected and latently infected cells” 的研究论文。该研究设计并构建出只在HIV感染细胞上才能切除HIV-1前病毒的诱导型锌指蛋白核酸酶(ZFN-Tat),避免了ZFN持续表达可能引起的潜在脱靶效应或免疫反应,为该技术在临床上安全、有效地应用奠定了基础。

    目前,基于基因编辑技术的基因治疗大约有20多个方案进入临床试验,效果令人鼓舞,但其安全性问题仍需要考虑,譬如脱靶效应和免疫原性。而对基因编辑核酸酶表达进行诱导调控有助于解决上述问题。在前期工作中,朱焕章教授课题组在国际上首次使用ZFN,成功切除了整合在基因组中的HIV-1前病毒(Nucleic Acids Res2013)。在本研究中,利用反式激活因子Tat可与HIV调控区LTR上反式激活应答元件TAR结合以促进病毒的转录和复制的原理,设计并构建了以HIV-1调控区LTR为启动子,通过反式激活因子Tat来调控ZFN的表达载体。由于Tat蛋白是HIV特有的病毒蛋白,仅存在HIV-1病毒感染细胞,而Tat蛋白可与调控载体ZFN 上游调控区 TAR元件结合,可诱导ZFN表达,从而导致ZFN介导9.8kb前病毒基因切除 。伴随HIV-1前病毒的切除,Tat蛋白表达量将会减少,由此诱导的ZFN表达又恢复到背景水平,因而,可避免ZFN持续表达可能引起的潜在脱靶效应或免疫反应。将依赖TatZFN表达载体转染HIV病毒感染细胞,结果显示感染细胞中HIV前病毒高效被切除,该技术试验成功使得基因治疗的临床应用又迈进了一大步。       

 
 


图 ZFN在HIV-1感染的细胞中依赖Tat诱导9.8kb全长前病毒切除。

左图为示意图,右图为ZFN表达载体转染HIV病毒感染细胞后流式细胞仪检测切除效率。

 

       近几年来,朱焕章课题组在艾滋病基因治疗新型策略研究方面取得了系列阶段性进展。利用基因编辑三大技术,除了前述靶向切除HIV前病毒外,也获得了靶向抑制HIV或干预HIV潜伏的ZFP、TALE以及dCas9系统,证实了这些系统的有效性(Molecular Therapy, 2016, 508-521. Molecular Therapy- Nucleic Acids, 2017, 233-242).Gene Therapy ,2014,90-95;AIDS Res Hum Retroviruses,2015,98-106)。

博士生季海燕是论文第一作者,朱焕章教授是通讯作者。相关工作得到了科技部863课题,国家传染病重大专项课题,国家自然基金中美合作课题,国家自然基金面上课题资助。

论文全文链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S216225311830088X

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