5月17日晚19:30,第257期学术沙龙在图书馆一楼报告厅举行。武汉大学医学院教授殷昊做客本期学术沙龙,为在场师生带来了一场有关体细胞基因编辑的报告。
报告伊始,殷昊赞叹了华农优越的实验室条件并简单介绍了自己的学生时代。殷昊本科就读于南京大学,在他室友都背着红宝书,心心念念想要出国的氛围影响下,他也开始背单词学英语。终于,他如愿进入美国科罗拉多大学医学中心就读博士学位。
“What doesn‘t kill you makes you stronger.(摧毁不了你的事能让你更坚强)”这是殷昊博士生导师的信念。在博导的鼓舞与殷昊的自身努力下,他顺利完成了三篇第一作者的高分论文,达到了毕业要求。然而在毕业找工作时,殷昊做了一个大胆的决定——跨界谋求博士后职位。为此,殷昊阅读了四千多份文献摘要,一百多篇文献综述,最终找到八个有意思的目标实验室。接下来,他又阅读了两百多篇文献,针对每个实验室提出研究思路,发出八封申请信。在他的锲而不舍下,美国麻省理工学院向他抛出了橄榄枝。然而,殷昊博后期间的课题却没有以前那么顺利,主要课题做了五年结果却仍然失败,备用课题也不够具有开创性。2011年,殷昊着手基因编辑领域。
人类有七千多种遗传病,大多数治病基因将在未来十年被发现,而90%以上的遗传性疾病无药可治,传统小分子药物研发难度大并且周期长。基因编辑技术靶向分子水平的DNA,旨在改变生物体的结构或功能特征。Crisper比起其他系统来说,还有构建速度快,更容易和便宜等特点。
Crisper/cas9在生物科学研究中,能够通过“编辑和敲除基因、基因功能筛选、关闭和激活基因、制作基因工程小鼠”的流程,应用于疾病治疗。然而,Crisper在体内治疗还有诸多难点。以靶标肝脏为例,药物需要逃避天然免疫细胞对外源物质的攻击;穿越血管内皮细胞;定位肝脏细胞,并穿越细胞膜进入肝脏细胞;进入细胞后,又要躲避细胞内吞小体和各种酶对外源物质的降解等“关卡”。除此之外,“CRISPR是否可以治疗疾病?临床可用的药物递送方案?提高基因修复上限?高效的体内基因敲除?如何降低脱靶?”等科学问题也是每一个该领域的科研工作者不得不面对的难题。
纳米技术能够将mRNA传输到细胞和组织,腺相关病毒载体可以用来传输sgRNA和供体,将纳米技术和病毒载体联合使用可以实现Crisper的大分子药物传输。临床可用的CRISPR药物传输方案相对高效,低毒性,并且无可测量的脱靶现象。单碱基编辑器ABE能够将碱基A变成碱基G。提高ABE的效率,核酸修饰是RNA疗法临床转化的关键。殷昊团队首次使用了结构生物学指导下的sgRNA的化学修饰方法——Guide Sequence来降低脱靶效应。sgRNA的化学修饰能提升体细胞基因编辑效率。以核酸化学为工具,在结构生物学的指导下,小鼠体内接近或等于100%的肝脏细胞实现了基因敲除。DNA-RNA Chimera可以有效指导Cas9进行编辑,且合成费用低。
最后,殷昊介绍了自己实验室的仪器和空间,并诚挚地希望有才能、有激情的研究生、博士生、博士后以及科研助理加入他的团队。提问环节,在场师生关于体细胞基因编辑对表观遗传的影响和对下一代的影响、体细胞基因编辑的不完整性、线粒体DNA编辑等问题与殷昊进行了交流。
【人物链接】
殷昊,武汉大学医学院教授,博士生导师,“青年千人计划”入选者。2010年在美国科罗拉多大学医学中心获博士学位,2010-2016年在美国麻省理工学院担任博士后及研究员,2016-2018在美国福泰制药担任研究员。目前已在Nature, Nature Biotechnology(3篇), Nature Chemical Biology, Nature Reviews Drug Discovery, Nature Reviews Genetics, Nature Communications,Nature Biomedical Engineering,Nature Reviews Clinical Oncology等国际一流杂志发表论文40余篇,总被 SCI 引用 4000 余次。申请美国和国际专利6项,已获批准2项。多项研究成果被美国及国际主流媒体广泛报道,包括英国独立报头版报道和美国之声等。一项成果被评为2014年度Top100科学发现。多项工作被Nature Medicine,Nature Reviews Gastroenterology & Hepatology,Nature Catalysis,Hepatology,Science–Business exchange等专文评述。
文字记者:单文琪、张佳萍
摄影记者:霍晓涵
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