复旦学者应用移植新技术阻断线粒体遗传病
复旦大学医学神经生物学国家重点实验室沙红英博士、朱剑虹教授课题组联合安徽医科大学曹云霞教授团队等,应用极体基因组移植新技术探索阻断癫痫、偏瘫等线粒体遗传病的发生。研究论文刊登在最新一期国际顶级学术期刊《细胞》(《CELL》)上。
据悉,线粒体遗传病是因遗传缺损而引起的疾病(如遗传性视神经疾病、慢性进行性眼外肌瘫痪、亚急性坏死性脑脊髓病等),一直是国际医学界致力攻克的难题之一。目前,该病在美国的患病率约为1/5000;因为庞大的人口基数,我国线粒体遗传病患者的人数为世界之最。
线粒体是为细胞提供能量的细胞器,它自身具有一套DNA系统,通过母亲的卵子传递给下一代。如果卵子中的线粒体发生突变,大脑、肌肉、心脏等能量需求高的器官就会出现病变而导致线粒体疾病。这类疾病患者通常就诊于神经内科,但目前治疗方案极为有限,只能靠药物短期缓解症状,无法治愈。其中,许多儿童患者生存期极短,几乎活不到成年。因此,医生对有一定量线粒体DNA突变的携带者不建议生育,这也给一些家庭带来痛苦和不幸。
“极体”是卵子在减数分裂过程中排出卵包膜外的“小细胞”,它本身是一个“不起眼”的已退化了的细胞,如不与“他人”结合,就是一废弃之物。然而,沙红英、朱剑虹课题组研究发现,就是这几乎被废弃的极体却可能成为拯救那些罹患线粒体疾病患者的“救星”。课题组大胆创新,运用极体基因组移植技术,即用“极体”中的遗传物质来代替胞浆内的遗传物质的方法,在两种不同线粒体遗传背景的小鼠之间进行线粒体置换研究,把A小鼠胞浆内和胞浆外的遗传物质移植到B小鼠胞浆内。结果显示,第一极体置换产生的子一代小鼠及其衍生的子二代小鼠体内仅含卵胞浆供体小鼠的线粒体,这在最大程度上避免了有疾病基因的异质线粒体DNA的“捣乱”。研究人员又在小鼠上将极体移植、原核移植、纺锤体复合物移植在同一尺度进行比较,结果证明极体的优越性不可小觑,它确实具有潜在的临床应用价值,有望能主动和彻底地预防线粒体母源性遗传疾病的发生。
该实验室研究人员表示:尽管在动物模型上已取得令人振奋的结果,但该技术的广泛应用尚待进一步的安全性和稳定性研究来验证。