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醫療

治癒退化性關節炎現曙光!台首創「雙向基因調控系統」活化軟骨細胞增17倍

  • 郭庚儒 報導
  • 2020/04/09 11:45
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  • 清大、中國醫藥大學及長庚醫院,組成跨校、跨領域合作團隊,領先世界開發「新型雙向基因調控系統」,並用於調節間葉幹細胞的分化路徑,進而促進骨組織再生、修復關節軟骨,可望治癒退化性關節炎。

     

    治癒退化性關節炎現曙光!台首創「雙向基因調控系統」活化軟骨細胞增17倍

    示意圖/TVBS

     

    人體多種組織,如膝關節軟骨及頭蓋骨,自我修復能力不佳,若是膝關節軟骨受損,就會進一步造成退化性關節炎及膝蓋疼痛。目前間葉幹細胞是用於細胞治療,修復組織的重要細胞來源;但實際應用時,幹細胞內有多種調控分化的基因表現不受控制,往往無法分化成適當的細胞,造成修復效果不佳。

    延伸閱讀:「台灣之光」王建民肩膀仍時好時壞!這項新治療福音 可望逆轉病情

     

    世界首創雙向基因調控系統 應用於組織再生

    為精準調控基因表現,清華大學化工系講座教授胡育誠與中國醫藥大學助理教授林進裕,以及長庚醫院骨科醫師張毓翰組成跨校、跨領域合作團隊,以CRISPR/Cas9基因編輯技術為基礎,領先全世界首創「雙向基因調控系統CRISPR-AI」,並用於組織再生,成果已發表於頂尖國際期刊《核酸研究》。

     

    團隊利用突變後的Cas9蛋白(dCas9),並設計2種導引RNA (sgRNA)骨架。第1種sgRNA骨架(sgRNAa),可與dCas9及促進基因表現的轉錄因子結合,並標定到促進幹細胞往軟骨細胞分化的基因Sox9。第2種sgRNA骨架(sgRNAi)則可與dCas9及轉錄抑制因子結合,並標定到促進脂肪分化的基因PPAR-γ

    延伸閱讀:治療退化性關節炎免開刀!細胞治療打一針 修復磨損軟骨

     

    治癒退化性關節炎現曙光!台首創「雙向基因調控系統」活化軟骨細胞增17倍

    ▲「雙向基因調控系統CRISPR-AI」。

     

    胡育誠強調,目前全世界尚未有同時活化及抑制多種基因,以促進組織再生的前例。將CRISPR-AI系統送入幹細胞後,與原來幹細胞相比,可同時活化Sox9表現17倍,並抑制PPAR-γ表現達70%。

     

    胡育誠進一步說明,藉由同時活化與抑制2種路徑的重要調控基因,CRISPR-AI系統可促進幹細胞往軟骨分化,並抑制細胞往脂肪分化,大幅提升幹細胞分化成軟骨細胞的效率;將此細胞送入頭蓋骨組織缺陷,可先形成軟骨再分化成硬骨,也大幅提升頭蓋骨的修復效率。

     

    CRISPR-AI可用於細胞療法及癌症治療

    胡育誠表示,CRISPR-AI系統可同時精準調控多種基因的表現,導引幹細胞分化成特定細胞,未來可用於幹細胞研究,並用於修復關節軟骨,治療退化性關節炎,或是修復其他組織;CRISPR-AI系統也具潛力用於改造免疫細胞,增加免疫細胞毒殺癌細胞能力。

    延伸閱讀:膝關節炎可逆轉!她用「自我保健療法」 身材變苗條、膝蓋不腫也不痛

     

    ◎ 圖片來源/科技部‧達志影像/shutterstock提供

     

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