摘要:抗癌药物光神霉素 (MTH) 已被提议用于药物再利用,因为人们发现它是 β-地中海贫血患者的红系前体细胞 (ErPC) 中胎儿血红蛋白 (HbF) 产生的有效诱导剂。在这方面,先前发表的研究表明,MTH 在诱导红系细胞中 γ-珠蛋白基因表达增加方面非常活跃。这具有临床意义,因为已经确定 HbF 诱导是治疗 β-地中海贫血和改善镰状细胞病 (SCD) 临床参数的有效方法。因此,识别 MTH 生化/分子靶点具有重要意义。这项研究受到最近有力证据的启发,这些证据表明,γ-珠蛋白基因的表达在成人红系细胞中受不同转录抑制因子的控制,包括 Oct4、MYB、BCL11A、Sp1、KLF3 等。其中,BCL11A 非常重要。本文报告了证据表明,在 MTH 介导的红细胞分化过程中,BCL11A 基因表达和生物学功能发生了改变。我们的研究表明,MTH 的作用机制之一是下调 BCL11A 基因的转录,而第二种作用机制是抑制 BCL11A 复合物与 γ 珠蛋白基因启动子的特定序列之间的分子相互作用。
所采用的方法是文献综述。研究来源包括来自多个数据库的相关期刊,包括 Google Scholar、PubMed、Science Direct 和 Journal Molecular Biology。作者使用关键词和同义词搜索 CRISPR Cas9 或基因编辑或基因组编辑或成簇的规律散在的短回文重复序列- CRISPR 相关和 SCA 或镰状细胞性贫血和 TDT 或输血依赖性 β 地中海贫血和 BCL11A 基因或 B 细胞淋巴瘤/白血病 11A 和 HBB 基因或 HBB。搜索仅限于 2012 年至 2022 年的出版物,以确保使用的文章是最新的。还应用了语言限制以将搜索限制为仅以英文发表的文章。所有相关文章都经过筛选和分析,根据质量和与文献综述主题、问题和目标的相关性将其纳入或排除在文献综述之外。每篇文章的标题和摘要都同时根据研究问题进行量身定制。如果标题和摘要相符,则检查文章全文的可用性。最后,研究人员阅读整篇文章,看看它是否与主题相关且有价值。
背景 Casgevy (exagamglogene autotemcel) 是一种细胞基因疗法,由自体 CD34 + 造血干细胞 (HSC) 组成,通过 CRISPR/Cas9 技术在 BCL11A 基因的红细胞特异性增强子区域进行编辑,以降低红细胞系细胞中的 BCL11A 表达,从而增加胎儿血红蛋白 (HbF) 蛋白质的产生。Casgevy 由患者自身的 HSC 制备而成,这些 HSC 是通过血液分离程序获得的。自体细胞富含 CD34 + 细胞,然后通过电穿孔引入 CRISPR/Cas9 核糖核蛋白 (RNP) 复合物进行体外基因组编辑。RNP 复合物中包含的向导 RNA 使 CRISPR/Cas9 能够在 BCL11A 基因的红细胞特异性增强子区域的关键转录因子结合位点 (GATA1) 处精确地断裂 DNA 双链。编辑的结果是,GATA1 结合被破坏,BCL11A 表达降低。这种减少反过来导致伽马珠蛋白表达增加和下游胎儿血红蛋白形成 (1)。Casgevy 输注后,编辑后的 CD34 + 细胞植入骨髓并分化为 BCL11A 表达降低的红细胞谱系细胞。BCL11A 表达降低导致红细胞中 γ 珠蛋白表达和 HbF 蛋白产生增加。在患有严重镰状细胞病的患者中,HbF 表达可降低细胞内血红蛋白 S (HbS) 浓度,防止红细胞镰状化并解决疾病的根本原因,从而消除血管闭塞性危象 (VOC)。在患有输血依赖性 β-地中海贫血的患者中,γ-珠蛋白的产生可改善 α-珠蛋白与非 α-珠蛋白的不平衡,从而减少无效红细胞生成和溶血并增加总血红蛋白
为了减少镰状细胞贫血的症状,研究人员希望使人体的血液形成干细胞再次开始产生γ球蛋白。可以通过影响转录因子BCL11A来完成γ球蛋白的产生吗?发现通过在控制BCL11A表达的调节性DNA序列中切割患者的血液形成干细胞。如果调节DNA序列被切割和突变,则转录因子(激活剂)也无法结合,这对于要表达的基因BC11a所需。在调节转录因子的情况下,跳跃,细胞将再次开始产生γ球蛋白。跳跃,细胞将再次开始产生γ球蛋白。
输血依赖性的β-thal症(TDT)和镰状细胞疾病(SCD)是严重且潜在危及生命的表现的疾病。bcl11a是抑制红色细胞中γ-球蛋白表达和胎儿血红蛋白的转录因子。我们进行了从健康供体获得的CD34+血液 - 贫血细胞和祖细胞的电穿孔,而CRISPR-CAS9靶向Bcl11a红细胞特异性增强子。该基因座的大约80%的等位基因进行了修改,没有脱靶编辑的证据。经过骨髓化后,两名患者 - 一名患有TDT的患者,另一名患有SCD的患者,以CRISPR-CAS9为靶向相同的BCL11A增强剂,以自体CD34+细胞。一年多以后,两名患者在骨髓和血液中的等位基因编辑水平很高,胎儿血红蛋白的增加,这些胎儿血红蛋白被泛细胞分布,输血独立性,并且(在SCD患者中)消除了血管合格发作。(由CRISPR Therapeutics和Vertex Pharma-Ceuticals资助; ClinicalTrials.gov编号,NCT03655678用于攀登-111和NCT03745287,用于攀登SCD-121。)t
forn yuen stessman ruzo 41%50%37%41%44%adcy3 adcy3 adcy5 adnp adnp adnp adnp adnp adnp agap2 agap2 agap2 akap9 ank2 ank2 ank2 ank2 ank2 ank2 ank2 ank2 ank2 ank2 ank2 ank2 ankrd11 ankrd11 ankrd11 ankrd11 ankrd11 ankrd11 ap2s1 ariD1b ARID1B ARID1B ARID1B ARID1B Ash1l Ash1l Ash1l Ash1l Asxl3 ASXL3 ASXL3 Babrb3 Bcl11a Bcl11a Bcl11a BRIN2B BTRC CACNA1E C16ORF13 CELF4 CACNA2D3 CACNA2D3 CACNA2D3 CASK CAPN12 CDC42BPB CCSER1 CHD2 CHD2 CHD2 CHD2 CHD2 CHD8 CHD8 CHD8 CHD8 CHD8 CHD8 CHD8 CIC CIC CIC CMPK2 CLASP1 CLASP1 COL4A3BP CNABP CNABP CTNNNB1 CTNNB1 CTNNB1 CTNNB1 CTNB1 CTNBP2 CUL3 CUL3 CUL3 DEAF1 DDX3X DIP2C DDX3X DDX3X DDX3X DNMT3A DNMT3A DNMT3A DNMT3A DIP2A DNMT3A DPYSL2 DPYSL2 DLGP4 DLGAP4 DLGAP1 DSCAM DSCAM DSCAM DSCAM DSCAM DSCAM DSCAM DSCAM DSCAM DSCAM DOCK8 DSCAM DYSCAM DYSC1H1 DSCAM DSCAM DSCAM DRKAM DYRK1A DYRK1A DYRK1A dyrk1a dyrk1a dyrk1a EIF3G FMR1 FAM47A ERBIN ETFB FAM98C FOXP1 FOXP1 FOXP1 FOXP1 FOXP1 FOXP1 FOXP1 FOXP2 GABRB3 GFAP GFAP GIGYF1 GIGYF1 GIGYF1 GIGYF1 GIGYF2 GIGYF1 GNAI1 GNAI1 GNAI1 GRIN2B Grin2B Gria1 Irf2BPL KDM6A HIVEP3 GRIN2B KCNQ3 ILF2 ILF2 KDM5B ITPR1 INTS6 KDM6B Kdm6B Kdm6B Kiaa0232 Kiaa2022 Katnal2 Katnal2 KMT2A KMT2A KDM5B KMT2C KMT2C KMT2C KMT2C KMT2E KMT2E KMT2E KMT5B KMT5B KMT5B KMT5B KMT5B KMT5B LDB1 LAMC3 MFRP MAP1A MECP2 MECP2 MECP2 MECP2 MECP2 MLANA MBD5 MED13L MED13L MED13 MED13 MED13L div>
β 血红蛋白病,如镰状细胞病 (SCD) 和 β 地中海贫血,其特征是血红蛋白亚基 β 基因 (HBB) 的不同突变。这些疾病的表型表现和严重程度各不相同,更严重的表现会导致输血依赖以及感染和铁过载等相关并发症。β 血红蛋白病症状在出生后迅速恶化,因为胎儿血红蛋白 (HbF) 水平开始下降。为了扭转这种下降趋势,目前的治疗计划通常涉及使用羟基脲等药物来提高 HbF 的表达水平。然而,这些治疗只能产生短暂的效果,必须持续使用。基因编辑技术,如 CRISPR/Cas9(成簇的规律间隔的短回文重复序列 - CRISPR 相关蛋白),提供了创造新疗法的机会,这些疗法可以提高 HbF 表达并可能产生永久性影响。已确定两个基因靶点可显著增加 HbF 蛋白表达,即 B 细胞淋巴瘤/白血病 11A 基因 (BCL11A) 和γ 珠蛋白基因的启动子区 (HBG1/2)。为了区分 BCL11A 和 HBG1/2 编辑的有效性,我们进行了一项荟萃分析,首先根据搜索词“β-地中海贫血”、“beta-thal”、“镰状细胞病”、“SCD”和“CRISPR”确定了 119 项可纳入的研究。根据排除和纳入标准,我们对 2018 年至 2021 年纳入研究的 8 项经过同行评审的已发表研究进行了分析。森林图是使用 R(版本 4.1.2)生成的。初步比较分析表明,与 BCL11A 相比,HBG1/2 对诱导 HbF 表达的影响显著 (p < 0.01) 更大。
Frangoul H. 等人。CRISPR-Cas9 基因编辑用于治疗镰状细胞病和 β-地中海贫血,N Engl J Med (2021) Bauer, DE, Orkin SH:血红蛋白转换的惊喜:多功能转录因子 BCL11A 是胎儿血红蛋白的主要抑制因子,Curr Op Gen & Dev (2015)
ctx001是一种离体研究基因编辑的疗法,目前正在评估患有依赖输血依赖β-核阿无血症(TDT)的患者,其中未经其未成熟的骨髓(haematopoietic)被检索。这些细胞经过设计以使它们产生γ-球蛋白,这是红细胞中存在的胎儿血红蛋白(血红蛋白F; HBF)的成分之一,通常在出生后一年以上产生。预计改性细胞会产生γ-球蛋白,这反过来又会导致胎儿血红蛋白的产生,当将胎儿血红蛋白移植回患者时。3,4预计该过程将增加新的红细胞的形成并减少贫血。使用CRISPR-CAS9(一种酶)与能够编辑特定基因的一小部分遗传物质(RNA)结合使用CRISPR-CAS9制造。ctx-001导致CRISPR-CAS9在一种称为BCL11A的蛋白质基因中产生缺陷,该蛋白通常会阻止γ-球蛋白的产生。这些缺陷阻止了BCL11A的产生,并允许产生γ-球蛋白。3 CTX001提高了HBF,并有可能提高TDT患者的输血需求。4 CTX001目前正在I/II期临床试验(NCT03655678; NCT04208529)中。参与者将在骨髓性调节后接受静脉注射(IV)注射。1,2
摘要 β-地中海贫血是最常见的单基因疾病之一。最严重形式的标准治疗,即输血依赖性地中海贫血 (TDT),需要长期输血和铁螯合治疗,这会带来相当大的医疗、心理和经济负担。来自 HLA 相合供体的异基因造血干细胞移植是一种治愈性治疗方法,对儿童有极好的效果。最近,学术界或行业赞助的临床试验评估了几种基因治疗方法,作为没有 HLA 相合供体的儿童和年轻人的替代治疗选择。通过在自体干细胞中使用自失活慢病毒载体添加功能性 β-珠蛋白基因进行基因治疗,使大多数不同年龄组和基因型的 TDT 患者无需输血,目前随访多年。最近,有报道称,使用成簇的规律间隔短回文重复序列-Cas9 技术编辑的自体造血干细胞治疗 TDT 患者取得了有希望的结果,该技术针对红细胞 BCL11A 表达,BCL11A 表达是从胎儿到成人珠蛋白生成的正常转换的关键调节器。患者达到了高水平的胎儿血红蛋白,从而可以停止输血。尽管临床疗效显著,但 2021 年 TDT 患者获得基因治疗面临两大障碍:(1) 继发性血液系统恶性肿瘤的风险,其来源复杂且由多种因素引起,并不局限于插入诱变的风险,(2) 即使在高收入国家,成本也导致第一种用于 TDT 的基因治疗药物在欧洲的商业化受到阻碍,尽管欧洲药品管理局有条件批准了该产品。 关键词:地中海贫血;造血细胞移植;造血细胞治疗;基因治疗;基因编辑;生活质量
