肌萎缩性侧面硬化症(ALS)是一种异质性神经退行性综合征。在多达20%的案件中,可以观察到家庭历史。尽管在显然零星的ALS中发现了Mendelian疾病基因变异,但基因检测通常仅限于患有家族史的患者或患有零星疾病的年轻患者。随着针对遗传ALS的疗法的出现,重要的是要确定每个人都可以治疗。因此,我们试图确定按全球发作年龄,但将英国作为典范的临床可行的ALS基因测试的概率。血液来源的DNA进行了测序的ALS基因,并估算了临床可行的遗传检测结果的可能性。,使用英国子集,年龄和性别特定的人口发病率来确定限制逐年限制测试的结果数量。有6274名零星ALS的人,来自英国的1551人。在最年轻的年龄组中,临床上可行的基因测试重新占0.21 [95%置信区间(CI)0.18-0.25],最古老的年龄组中最古老的年龄组中的比例为0.15(95%CI 0.13-0.17)。在英国,最年轻的年龄段的同等比例为0.23(95%CI 0.13–0.33),最古老的年龄段为0.17(95%CI 0.13-0.21)。通过将没有家族史的人限制为40岁以下的人,117个中的115个(占98%,95%CI 96%–101%)临床可行的测试结果被遗漏。发病时代和家族史的年龄不应成为ALS基因检测的障碍。在所有年龄段的患者中显然是零星的遗传检测可能会导致临床可行的遗传检测。尽管某些国家 /地区限制了按年龄进行测试,但这样做会导致大量丢失的病原测试结果。
ORIP 2021-2025 战略计划的一个主要主题是促进开发并确保提供最高质量和最有用的动物模型和相关资源,以促进人类疾病研究。作为 ORIP 的 NIH 重点的一部分,ORIP 寻求改进和传播多个 NIH 研究所和中心 (IC) 感兴趣的最佳动物模型。因此,ORIP 制定了动物模型 R21 计划,以鼓励创新研究开发、表征和改进动物模型、生物材料和新技术,以更好地了解人类健康和疾病,并寻求旨在改善干扰动物用于生物医学研究的疾病诊断和控制的项目。拟议的 R21 项目必须广泛应用于多个 NIH IC,并探索多个身体系统或评估影响多个身体系统的疾病。 R21 计划由美国国家研究资源中心于 2007 年设立,自 2012 年以来在 ORIP 的管理下不断发展。为了符合 ORIP 的使命,即授予资助以支持研究资源(例如人类疾病动物模型),该 R21 计划满足了对更可预测和更易于生物医学研究的动物模型的需求,并满足了开发动物模型的技术进步需求。自 2013 年以来,ORIP 已为动物模型 R21 计划发布了 4 项资助机会公告 (FOA),分别是 PA-13-145(2013-2016 年)、PA-16-141(2016-2019 年)、PAR-19-369(2019-2021 年)和 PAR-21-167(2021-2024 年)。对于 PA-13-145 ,154 份申请中有 29 份获得资助,对于 PA-16-141 ,187 份申请中有 35 份获得资助,奖励率同样为 19%。在 PAR-19-369 的两年期间,76 份申请中有 19 份获得资助(奖励率为 25%)。根据 PAR-21-167 ,将继续接受申请并颁发奖励。R21 资助机制旨在鼓励探索性/开发性研究,为项目开发的早期和概念阶段提供长达 2 年的支持,总直接成本不超过 275,000 美元。平均而言,ORIP 支持的 R21 奖励的总成本约为 410,000 美元。ORIP 的动物模型 R21 计划取得了重大进展和影响。 PA-13-145 和 PA-16-141 项下的奖项分别产生了 114 和 87 份出版物,其中约 80% 的奖项至少有一篇出版物。截至 2022 年 3 月,与 PA-13-145 和 PA-16-141 相关的出版物分别被引用了 2,165 次和 796 次。PA-13-145 的出版物和引用数量较高,是因为其发布日期比 PA-16-141 更早。尽管 PAR-19-369 去年才结束,但迄今为止,根据该 FOA 已报告了三份出版物。该动物模型计划中的大多数 R21 申请和奖项都集中在动物模型和技术开发上,主要模型是小鼠,其次是苍蝇和斑马鱼。许多这些高风险、高回报的研究促成了新技术、方法和应用的开发,这些技术、方法和应用将对生物医学研究产生影响。其中一个例子是授予贝勒医学院的一项名为“将复杂的系统内源性表达模式解析为亚细胞高分辨率定位”的奖项,产生了 6 篇出版物。其中一篇出版物是关于通过多路复用基于药物的单步选择和反选择有效生成转基因苍蝇的方法和遗传种群(Cell Rep. 2021;36(11):109700;截至 2022 年 3 月被引用 2 次)。该项目生成的种群已存入布卢明顿果蝇种群中心进行分发。另一项授予冷泉港实验室的奖项,名为“CHD5 在癌症、不孕症和自闭症的表观遗传控制中的剂量”,产生了 8 篇出版物。由此产生的出版物之一是关于 Chromodomain 解旋酶 DNA 结合蛋白 5(Chd5)突变小鼠的开发以及对 Chd5 在介导精子发育过程中染色质重塑的作用的理解(Nature Communications 2015;5:3812;被引用 49 次)。第三个例子是犹他大学获得的一项名为“斑马鱼的基因打靶:建立检测疾病基因的模型”的奖项,该奖项产生了 2 篇出版物,其中一篇出版物关于斑马鱼基因组的精确基因编辑以及隐性和表型沉默条件突变的有效恢复(Dev Cell 2016;36(6):654-67;被引用 107 次)。基于动物模型 R21 计划的最新成功以及对更好的生物医学研究动物模型的需求,ORIP 请求理事会批准概念,以继续支持“动物模型和相关生物材料在研究方面的开发 (R21)”。由此产生的出版物之一是关于 Chromodomain 解旋酶 DNA 结合蛋白 5(Chd5)突变小鼠的开发以及对 Chd5 在介导精子发育过程中染色质重塑的作用的理解(Nature Communications 2015;5:3812;被引用 49 次)。第三个例子是犹他大学获得的一项名为“斑马鱼的基因打靶:建立检测疾病基因的模型”的奖项,该奖项产生了 2 篇出版物,其中一篇出版物关于斑马鱼基因组的精确基因编辑以及隐性和表型沉默条件突变的有效恢复(Dev Cell 2016;36(6):654-67;被引用 107 次)。基于动物模型 R21 计划的最新成功以及对更好的生物医学研究动物模型的需求,ORIP 请求理事会批准概念,以继续支持“动物模型和相关生物材料在研究方面的开发 (R21)”。由此产生的出版物之一是关于 Chromodomain 解旋酶 DNA 结合蛋白 5(Chd5)突变小鼠的开发以及对 Chd5 在介导精子发育过程中染色质重塑的作用的理解(Nature Communications 2015;5:3812;被引用 49 次)。第三个例子是犹他大学获得的一项名为“斑马鱼的基因打靶:建立检测疾病基因的模型”的奖项,该奖项产生了 2 篇出版物,其中一篇出版物关于斑马鱼基因组的精确基因编辑以及隐性和表型沉默条件突变的有效恢复(Dev Cell 2016;36(6):654-67;被引用 107 次)。基于动物模型 R21 计划的最新成功以及对更好的生物医学研究动物模型的需求,ORIP 请求理事会批准概念,以继续支持“动物模型和相关生物材料在研究方面的开发 (R21)”。
Large-scale clinical interpretation of genetic variants using evolutionary data and deep learning Jonathan Frazer 1, * , Pascal Notin 2, * , Mafalda Dias 1, * , Aidan Gomez 2 , Kelly Brock 1 , Yarin Gal 2, ** , Debora S. Marks 1,3, ** Affiliations: 1 Department of Systems Biology, Harvard Medical School, Boston, MA 02115, USA.2 OATML集团,牛津大学计算机科学系,牛津大学,OX1 3QD,英国。3哈佛大学和麻省理工学院,美国马萨诸塞州剑桥市02142,美国。*这些作者为这项工作做出了同样的贡献。**相应的作者:debbie@hms.harvard.edu,yarin.gal@cs.ox.ac.uk摘要摘要量化与人类疾病相关基因中蛋白质变异的致病性会对临床决策产生深远的影响,但这些变体的巨大功能(超过98%)仍然具有这些变异的影响。原则上,计算方法可以支持遗传变异的大规模解释。但是,先前的方法4-7依赖于可用临床标签上的训练机学习模型。由于这些标签稀疏,有偏见且质量可变,因此所产生的模型被认为不足以可靠8。相比之下,我们的方法利用了深层生成模型来预测蛋白质变体的临床意义而不依赖标签。我们在生物体中观察到的蛋白质序列的自然分布是数十亿进化实验的结果9,10。通过对该分布进行建模,我们隐含地捕获了维持适应性的蛋白质序列的约束。我们的模型前夕(变异效应的进化模型)不仅要优于依赖标记数据的计算方法,而且在PAR上执行的(如果不优于)高通量分析,这些测定越来越多地用作变体分类11-23的强有力证据。在对临床标签进行彻底验证后,我们预测了1,0811个疾病基因的1100万种变体的致病性,并为72K变体分配了未知意义的72K变体8。我们的工作表明,进化信息的模型可以为变异解释提供有力的独立证据来源,并且该方法将在研究和临床环境中广泛有用。
诊断; 2025年2月28日,为班加罗尔的低收入患者提供折扣测试:在罕见疾病日之际,Reliance Industries子公司和领先的基因组学公司Strand Life Sciences和Life Sciences,今天启动了Strandomics Portal,以改善罕见疾病的诊断。这个新的在线门户网站可让临床医生快速轻松地访问有关遗传变异的信息,从而为每种情况提供全面的视野。这意味着患者更快,更准确地诊断。除了门户网站外,Strand Life Sciences还将以降低经济不利背景的患者的成本降低成本提供罕见的疾病基因检测,从而使这些关键测试更容易获得。链接学门户网站通过:•提供清晰,快速的遗传见解以更好地诊断•允许医生独立审查一组更广泛的遗传变异型•通过更好的专家Ramesh Hariharan博士,Ramesh Hariharan博士和Strand Life Signics的专家,我们的遗传诊断,我们的遗传学>“我们属于士兵”>“我们是属于遗传学的,我们都可以改善产前诊断,我们可以诊断出来。我们将继续创新并投资于诸如Strandomics门户网站之类的工具,以赋予医生与罕见疾病作斗争的能力。”关于Strand Life Sciences:Reliance Industries Limited的子公司Strand Life Sciences是一家基于基因组学的研究和诊断公司,将生物信息学中的长期记录与最先进的实验室分析和庞大的医院合作伙伴网络相结合,以推动新一代的患者护理Strand的客户包括全球医疗工具,诊断和制药公司。Strand还是印度基因组测试的先驱,其悠久的全球生物信息学记录使其成为肿瘤学,罕见疾病,妇女健康和传染病领域中基因组诊断最受信任的公司。此外,Strand正在积极扩展到消费者基因组学,使具有个性化见解的人能够对其基因组成。有关更多信息,请访问https://strandls.com
目前,基因疗法正在上升(图1)。目前在诊所使用了第一个批准的人类疾病基因疗法,我们正在经历开发中推定的基因疗法的指数升高[1,2]。制药行业开发了很大的比例,包括新的初创公司的数量同样越来越多,涉及数百万美元的投资。因此,预计基因疗法将成为包括自闭症在内的各种疾病的可能性。大多数当前的基因疗法都集中在具有强烈渗透唯一遗传原因的单基因疾病上,这在疾病机制方面已被充分理解。自闭症,该发展以单基因形式为中心。强化遗传研究证实了自闭症谱系障碍(ASD)具有强大的遗传基础,显示出高度的遗传异质性[3]。第一个重要的区别是ASD可以是唯一的临床表型或综合症。在后一种情况下,ASD是发育障碍的症状,其中包括多种表型,例如癫痫,智力障碍和畸形特征[4]。对于非综合症ASD,有多基因或多因素遗传结构的遗传证据,并且可以预期疾病的风险取决于多种环境和遗传因素的组合[5]。尽管如此,还发现单个基因突变可以以相对良性的零星非综合症ASD的形式解释疾病。相比之下,综合征ASD通常更为严重,并且在大多数情况下是潜在的单个遗传原因。对于这类ASD来说,基因疗法是最有前途的,并且第一种基因疗法现在处于发育的高级阶段(表1)。所有引起综合症ASD的已知突变导致蛋白质功能的降低,这意味着疗法应旨在旨在上调,增强或稳定健康基因产物,以补偿突变效应。有几种可以实现这一目标的技术,我们分为两类:(1)那些不修改宿主细胞基因组的技术和(2)那些(图1)。已经测试过几种技术,以治疗临床前环境中单基ASD突变的作用(表1),为基因疗法铺平了道路。在这篇综述中,我们提供了11种单基因自闭症综合症开发中当前基因疗法的概述,这些综合症是根据以前的
摘要:近年来,成簇的规律间隔短回文重复序列 (CRISPR) 和 CRISPR 相关 (Cas) 蛋白已成为一种革命性的基因编辑工具,用于治疗影响不同器官系统(如血液和肌肉)的遗传性疾病。血液和神经肌肉遗传疾病都受益于基因组编辑方法,但在临床转化中面临不同的挑战。CRISPR/Cas9 技术能够体外修饰造血干细胞,极大地加速了血液疾病基因疗法的发展。在过去十年中,许多临床试验已经启动,目前正在取得令人鼓舞的结果。FDA 最近批准了 Casgevy,这是第一种用于治疗严重镰状细胞病和输血依赖性 β 地中海贫血的基于 CRISPR/Cas9 的药物,代表了该领域的一个重要里程碑,凸显了该技术的巨大潜力。类似的临床前努力目前正在将 CRISPR 疗法扩展到其他血液病,如原发性免疫缺陷。在神经肌肉领域,CRISPR/Cas9 的多功能性有助于生成杜氏肌营养不良症 (DMD) 的新细胞和动物模型,为加快治疗方案的临床前开发提供了创新平台。已经提出了几种使用 CRISPR 工具箱从基因上恢复肌营养不良蛋白产生的矫正干预措施,并在不同的 DMD 动物模型中显示出有希望的结果。虽然这些进展代表了 CRISPR/Cas9 疗法向 DMD 临床转化的重要一步,但仍有许多障碍需要克服,例如与高病毒载体剂量相关的体内递送方法,以及安全性和免疫学问题。总的来说,在血液学和神经肌肉领域获得的结果强调了 CRISPR/Cas9 对受这些衰弱性疾病影响的患者的变革性影响。由于每个领域都面临着不同的具体挑战,CRISPR 疗法的临床转化可能会根据遗传疾病的不同而取得不同的进展。正在进行的研究和临床试验将解决这些疗法的风险和局限性,包括长期疗效、潜在的遗传毒性和不良免疫反应。本综述深入了解了基于 CRISPR 的技术在单基因血液疾病和肌营养不良症的临床前和临床环境中的多种应用,并比较了这两个领域的进展,同时强调了当前的趋势、困难和需要克服的挑战。
了解控制真核细胞行为的复杂机制和过程是现代生物学的基本目标。schizosaccharomyces pombe(S。pombe)是对这种追求至关重要的模型生物之一。利用S. pombe的研究在阐明细胞周期控制的基本原理(Nurse 2020),细胞分裂(Mangione and Gould 2019),染色体生物学(Sato等人(Sato等)中起着关键作用(Sato等人。2021),表观遗传遗传(Grewal 2023),端粒生物学(Kanoh 2023)和许多其他核心保存的细胞过程。最近,衰老(Ohtsuka等人2023),自噬(Alao等人2023),RNA ProseSing(Larochelle等人 2017),转录后调节(Hernández-Elvira和Sunnerhagen 2022),自噬(XU和DU 2022)和线粒体过程(Dinh and Bonnefoy 2023)已成为更多焦点的领域。 Pombase(https://www.pombase.org)是S. Pombe的权威模型有机体数据库(MOD),是一个支持裂变酵母研究人员和更广泛的科学界的全面知识基础(Lock等人(Lock等) 2020; Harris等。 2022; Toda等。 2023)。 通过详细的策展,标准化和从数千个聚焦典范中得出的信息的整合,它为基因和蛋白质水平的分子数据提供了一个存储库。 Pombase的目标是成为一个完全可访问的,可访问的,可互操作的和可重复使用的(公平) - 集合资源(Wilkinson等人。 2016)。2023),RNA ProseSing(Larochelle等人2017),转录后调节(Hernández-Elvira和Sunnerhagen 2022),自噬(XU和DU 2022)和线粒体过程(Dinh and Bonnefoy 2023)已成为更多焦点的领域。Pombase(https://www.pombase.org)是S. Pombe的权威模型有机体数据库(MOD),是一个支持裂变酵母研究人员和更广泛的科学界的全面知识基础(Lock等人(Lock等)2020; Harris等。2022; Toda等。2023)。通过详细的策展,标准化和从数千个聚焦典范中得出的信息的整合,它为基因和蛋白质水平的分子数据提供了一个存储库。Pombase的目标是成为一个完全可访问的,可访问的,可互操作的和可重复使用的(公平) - 集合资源(Wilkinson等人。2016)。除了复杂的查询工具外,Pombase还提供了跨多个分类轴的生物和域级概述,包括功能,过程,位置,表型,人类疾病基因直系同源物,策展和特征性进展。
长期以来,我们一直通过动物模型进行推断,以更好地了解我们自己的生物学和健康状况。 在这些模型中,两栖动物,尤其是非洲爪蟾,已成为生物学发现的强大源泉,为胚胎学、细胞生物学、遗传学、生理学、毒理学、进化、生态学和疾病的基本过程提供了惊人的见解。 事实上,对两栖动物的研究一直在开辟新的发现领域,这一事实反映在众多诺贝尔生理学或医学奖的贡献中,从因发现毛细血管运动调节机制而获得的奥古斯特奖(Lindstedt,2014)开始,最近的是 John Gurdon 于 2012 年因将成熟细胞重编程为多能性而获得的奖项(Krogh,1919;Gurdon 等人,1958;Gurdon 和 Hopwood,2000;Burggren 和 Warburton,2007;Blum 和 Ott,2018)。在过去的 70 年里,非洲爪蟾已经成为主要的两栖动物模型和全球使用最广泛的模型系统之一,对生物学研究产生了巨大的影响。非洲爪蟾原产于南非和中非,最初在 20 世纪 30 年代和 40 年代传入欧洲和北美的实验室,成为当时领先的妊娠试验;注射一次含有促性腺激素的人尿足以在数小时内诱发产卵( Gurdon 和 Hopwood,2000 年)。然而,这种通过简单的激素注射就能全年按需产生数千个卵子和体外发育胚胎的能力,使得非洲爪蟾比其他可用的实验模型具有明显的优势。再加上它的卵母细胞和胚胎很大,非常适合生化、细胞生物学和胚胎学操作,易于进行基因组操作,与人类进化相对接近,维护成本低,生命周期短,这些都使非洲爪蟾成为一种非常有价值的模型。在过去的二十年中,二倍体物种 X.tropicalis 的建立作为实验室模型增加了额外的强大遗传工具(Grainger,2012;Tandon 等人,2017)。X.laevis 和 X.tropicalis 共同使我们能够快速研究体内和体外的基本生物学过程。这使得 Xenopus 成为基因组时代的理想系统,我们需要适合测试人类疾病基因功能的有效模型。本研究主题的目的是强调 Xenopus 作为研究人类发育、疾病和病理的模型系统的出色多功能性和实用性。它包括 18 篇主要研究和评论文章,探讨了各种主题,包括发育、再生、癌症、生物缩放和人类疾病建模,并概述了可用于支持 Xenopus 研究的广泛资源。我们希望它将成为既有经验的 Xenopus 研究人员的资源,以及寻找适合其研究的模型系统和方法的 Xenopus 新手。
ASGCT 第 23 届年会意大利米兰,2020 年 5 月 13 日:圣拉斐尔慈善募捐基因治疗研究所 (SR-Tiget) 是世界领先的基因治疗研究机构之一,由慈善募捐基金会和圣拉斐尔医院以及 Genespire 联合管理,Genespire 是一家开发遗传病变革性疗法的基因治疗公司,也是 SR-Tiget 的衍生公司,两家公司今天宣布结成联盟,基于 SR-Tiget 开发的新型基因编辑和慢病毒载体技术,研发针对原发性免疫缺陷和代谢疾病患者的候选治疗产品。Genespire 由 SR-Tiget 主任兼基因治疗先驱 Luigi Naldini 教授和 Alessio Cantore 博士、慈善募捐基金会和圣拉斐尔医院于 2020 年 3 月共同创立。Genespire 最近在 A 轮融资中从 Sofinnova Partners 筹集了 1600 万欧元。根据联盟条款,Genespire 和 SR-Tiget 将研究和进一步开发新型基因疗法,这些疗法具有独特的潜力,可以满足严重的未满足医疗需求,并利用 SR-Tiget 开发的基因编辑和慢病毒载体技术。Genespire 获得了基于 SR-Tiget 的无同种抗原、microRNA 调节的慢病毒载体研究、开发和商业化代谢疾病基因疗法的全球独家许可,该载体可实现稳定的肝脏基因治疗,即使对于需要在年轻时给药的早发疾病也是如此。Genespire 还获得了与 SR-Tiget 在 T 细胞和造血干细胞领域联合研发计划成果的独家许可和选择权,该计划旨在利用体外基因编辑技术治疗遗传疾病,特别是原发性免疫缺陷。 SR- Tiget 和 Genespire 将首先合作将针对 X 连锁高免疫球蛋白M 综合征 (HIGM1) 的体外自体编辑 T 细胞基因疗法带入临床,该产品将成为 Genespire 的主要候选产品。HIGM1 是由 CD40 配体基因 (CD40L) 的遗传突变引起的,导致抗体反应和先天免疫受损,这意味着人们难以抵抗感染并最终死于感染。治疗目标是通过有针对性的编辑内源性基因座来纠正缺陷基因,从而维持 CD40L 基因的生理调控,以改善患者的免疫反应。SR-Tiget 对 HIGM1 的临床前结果将在美国细胞和基因治疗学会 (ASGCT) 第 23 届年会上以口头报告的形式披露,该年会将于 2020 年 5 月 12 日至 15 日由 SR-Tiget 以线上方式举行(报告 1 的详细信息如下)。演讲将概述该技术和
CRISPR/Cas 系统,特别是 CRISPR/Cas9(Jinek 等人,2012;Cong 等人,2013),已被开发为一个强大而多功能的平台,用于操作各种物种的基因组。近年来,许多报告表明其在人类基因治疗和生命科学研究以及动植物育种方面具有强大的潜在应用。本研究主题“精准基因组编辑技术和应用”中的集合可能就是明证。通常,CRISPR/Cas9 核酸酶用于切割目标基因组 DNA 以产生位点特异性双链断裂 (DSB),主要通过非同源末端连接 (NHEJ) 修复,或在较小程度上通过同源定向修复 (HDR) 修复。经典的 NHEJ 修复途径可产生小的插入或缺失 (indel),通过在开放阅读框 (ORF) 中引入移码导致目标编码基因的功能丧失。NHEJ 诱变是一种非常流行的基因操作策略。除了经典的 NHEJ 之外,替代或准确的 NHEJ 介导的修复可以实现精确的基因组 DNA 缺失(Guo et al., 2018; Shou et al., 2018)。Chao 等人和 Zhao 等人在本研究主题中的两篇论文分别描述了等位基因特异性敲除和双基因敲除小鼠模型的制造,用于快速疾病基因验证和人类异种移植研究。N6-甲基腺苷 (m6A) 是一种成熟的真核 mRNA 表观遗传修饰。越来越多的研究发现了 m6A 甲基化的意义,这催生了“表观转录组学”这一新兴领域。本卷中的另一篇文章( Huang 等人)描述了小鼠精原细胞 GC-1 细胞中脂肪质量和肥胖相关( Fto )基因的敲除研究,该基因已被证明作为 m6A 去甲基化酶作用于表观转录组( Li 等人,2017 年; Lin 等人,2017 年)。另一方面,HDR 修复途径依赖于同源供体 DNA 在 DSB 位点产生靶向基因敲入或在两个 DSB 位点之间产生基因替换。精确的点突变和设计的小插入/缺失也可以通过这种方法实现。本专题中的一篇论文介绍了利用CRISPR/Cas9介导的HDR在人诱导性多能干细胞(iPSC)中精准校正Rett综合征(RTT)中甲基-CpG结合蛋白2(MECP2)基因的努力。该报道为基于iPSC的疾病建模和基因校正治疗提供了参考(Le等)。虽然基于HDR的基因组可以实现基因插入和精准替换,但在精准编辑过程中仍面临一些缺点,包括HDR效率低、双等位基因靶向失败、正向选择的复杂性以及选择标记的重新删除。
