人類DNA使鼠腦變大；基因治療可以按需定製 | 前沿動態

由 科技導報 發佈於 科技

'25-07-05



原文發表於《科技導報》2025年第11期科技新聞-前沿動態
罕見病嬰兒接受全球首例定製CRISPR基因治療


圖片來源：pixabay
美國費城兒童醫院與賓夕法尼亞大學醫學團隊利用定製化CRISPR基因編輯療法，成功治癒了一名患有罕見遺傳病的兒童。2025年5月15日，這項研究成果發表在The New England Journal of Medicine上，爲其他罕見病基因治療帶來新希望。患兒KJ出生不久即確診患有氨甲酰磷酸合成酶I型缺乏症（CPS1缺乏症）。CPS1編碼一種肝臟酶；該酶缺乏會使蛋白質分解時血氨含量升高至正常值的數十倍，進而損傷大腦，超過1/2的患者因此早逝。
研究團隊採用新一代鹼基編輯技術，爲KJ基因中的單一鹼基突變量身定製治療方案。這種名爲“k-abe”的療法通過脂質納米顆粒（LNP）將基因編輯工具精準遞送至肝臟細胞，無需切斷DNA雙鏈即可完成鹼基替換，修復了導致CPS1酶缺陷的遺傳錯誤。從基因測序到藥物生產僅耗時6個月，創下全球個體化基因療法開發速度的新紀錄。在爲期2個月的k-abe靜脈輸注後，KJ的血氨濃度迅速恢復至安全範圍，蛋白質耐受性顯著提高，生長髮育已達到同齡兒童水平。
諾貝爾獎得主Jennifer Doudna評價此爲“醫學史重要里程碑”，標誌着基因治療正從通用方案邁向按需定製，爲無數罕見病患者帶來了希望的曙光。

（綜合The New England Journal of Medicine、《中國科學報》《科技日報》、新華社）

人類DNA使鼠腦變大


圖片來源：電影《精靈鼠小弟2》劇照（圖片來源：《精靈鼠小弟2》）
人類大腦如何變得如此龐大和複雜一直是一個謎團。美國加州大學舊金山分校的Katherine Pollard團隊發現，將一段僅存在於人類基因組中的遺傳片段插入小鼠體內後，它們的大腦會長得比通常情況更大。2025年5月14日，相關研究成果發表於Nature。
先前的研究表明，“人類加速演化區”（HARs），即哺乳動物中普遍保守、但在人類從黑猩猩進化出來後迅速發生改變的短段基因組區域，可能是大腦發育和體積增大的關鍵因素之一，但這些HARs在大腦構建過程中的具體機制尚不清楚。
爲此，Pollard團隊聚焦於他們在10年前發現的HARs——HARE5。在小鼠中，這段DNA已知可以增強Fzd8基因的表達，而Fzd8是神經細胞發育和生長的關鍵基因之一。研究人員比較了HARE5在小鼠、黑猩猩和人類中的作用效果。
當研究人員用人類版本的HARE5替代活體小鼠自身版本的HARE5後，這些小鼠成年後的腦容量比未經過基因改造的小鼠平均大了6.5%。這種增強大腦的“助推器”在一種名爲放射狀膠質細胞的神經幹細胞中最活躍，這些細胞最終會分化爲神經元和其他腦細胞。人類版本的HARE5促進了這些膠質細胞的分裂和增殖，從而產生了比使用小鼠版本HARE5更多的神經元。
研究人員還發現，含有黑猩猩版本HARE5的類器官所產生的放射狀膠質細胞少於含有人類版本HARE5的類器官，而且這些膠質細胞的發育程度也較低。此外，HARE5增強了驅動神經幹細胞生長的一個關鍵信號通路，進一步證實了這一遺傳“助推器”在提高人類大腦體積和複雜性方面的作用。
研究人員提醒，腦容量增大未必等同於認知提升；後續需通過行爲學測試和多HARs組合編輯，評估功能、閾值與潛在副作用。不過，這項工作已爲破解人腦演化之謎和精準治療神經發育疾病奠定了可操作的試驗模板。

（綜合Nature、《中國科學報》、光明網）

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