朱煥章課題組研發(fā)出誘導型基因編輯核酸酶ZFN切除全長HIV-1前病毒
近日，我院朱煥章教授實驗室在Molecular Therapy- Nucleic Acids雜志上在線發(fā)表了題為“ Zinc finger nucleases (ZFNs) induced by HIV-1 Tat excise HIV-1 from host genome in infected and latently infected cells” 的研究論文。該研究設計并構建出只在HIV感染細胞上才能切除HIV-1前病毒的誘導型鋅指蛋白核酸酶（ZFN-Tat），避免了ZFN持續(xù)表達可能引起的潛在脫靶效應或免疫反應，為該技術在臨床上安全、有效地應用奠定了基礎。
目前，基于基因編輯技術的基因治療大約有20多個方案進入臨床試驗，效果令人鼓舞，但其安全性問題仍需要考慮，譬如脫靶效應和免疫原性。而對基因編輯核酸酶表達進行誘導調(diào)控有助于解決上述問題。在前期工作中，朱煥章教授課題組在國際上首次使用ZFN，成功切除了整合在基因組中的HIV-1前病毒（Nucleic Acids Res，2013）。在本研究中，利用反式激活因子Tat可與HIV調(diào)控區(qū)LTR上反式激活應答元件TAR結合以促進病毒的轉錄和復制的原理，設計并構建了以HIV-1調(diào)控區(qū)LTR為啟動子，通過反式激活因子Tat來調(diào)控ZFN的表達載體。由于Tat蛋白是HIV特有的病毒蛋白，僅存在HIV-1病毒感染細胞，而Tat蛋白可與調(diào)控載體ZFN 上游調(diào)控區(qū) TAR元件結合，可誘導ZFN表達，從而導致ZFN介導9.8kb前病毒基因切除 。伴隨HIV-1前病毒的切除，Tat蛋白表達量將會減少，由此誘導的ZFN表達又恢復到背景水平，因而，可避免ZFN持續(xù)表達可能引起的潛在脫靶效應或免疫反應。將依賴Tat的ZFN表達載體轉染HIV病毒感染細胞，結果顯示感染細胞中HIV前病毒高效被切除，該技術試驗成功使得基因治療的臨床應用又邁進了一大步。
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圖 ZFN在HIV-1感染的細胞中依賴Tat誘導9.8kb全長前病毒切除。
左圖為示意圖，右圖為ZFN表達載體轉染HIV病毒感染細胞后流式細胞儀檢測切除效率。
近幾年來，朱煥章課題組在艾滋病基因治療新型策略研究方面取得了系列階段性進展。利用基因編輯三大技術，除了前述靶向切除HIV前病毒外，也獲得了靶向抑制HIV或干預HIV潛伏的ZFP、TALE以及dCas9系統(tǒng)，證實了這些系統(tǒng)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）。
博士生季海燕是論文第一作者，朱煥章教授是通訊作者。相關工作得到了科技部863課題，國家傳染病重大專項課題，國家自然基金中美合作課題，國家自然基金面上課題資助。
論文全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S216225311830088X
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