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基因组编辑技术是指通过对DNA序列的敲除、插入、定点突变等方式改变生物体基因组序列，从而导致生物体遗传信息改变的技术。2013年，CRISPR/Cas9系统首次在哺乳动物细胞中实现精确的基因编辑，迅速成为生命科学领域的新宠儿。该系统是由细菌和古细菌等微生物中获得性免疫系统发展起来的基因组编辑技术，可以通过碱基互补的方式靶向定位基因组，从而对靶位点进行切割。换言之，CRISPR/Cas9与日常办公Word中的“查找和替换”功能类似：CRISPR/Cas9查找遗传数据，并用替换它们。CRISPR/Cas9的先驱Jennifer Doudna曾经这样描述该系统：CRISPR/Cas9就像一把瑞士军刀，它发挥的功能很大程度是取决于我们的使用方式。目前，该系统已经广泛应用于生物技术和包括皮肤性病学在内的医学相关领域。本文将对CRISPR/Cas9系统研究历史、结构基础和作用机制以及其在基因治疗中的应用进行综述，带您了解CRISPR/Cas9这把基因编辑的魔力剪刀。 CRISPR/Cas9在相关皮肤病及基因治疗中的研究进展 支大龙 王刚 作者单位：西京皮肤医院  CRISPR/Cas9系统作用机制分为3个阶段，即获取CRISPR间隔序列、转录CRISPR RNA前体和加工CRISPR RNA、CRISPR RNA与反式激活crRNA及Cas9蛋白结合成复合体对外源性DNA进行切割，导致DNA双链断裂。CRISPR/Cas9系统切割DNA后会使其双链断裂，引起DNA修复机制，实现基因编辑。 目前的基因治疗研究思路主要有：利用CRISPR/Cas9系统将显性致病基因切除；利用CRISPR/Cas9系统对将引起遗传病的功能基因进行切割，并引入正常的功能基因；利用CRISPR/Cas9系统使用多个单链向导RNA同时对多个致病基因切除，获得疗效。此外，CRISPR/Cas9系统也可直接用于体细胞定向基因编辑，将细胞在体外进行定向编辑，再输入患者体内，达到治疗作用。 目前，①CRISPR/Cas9系统可为遗传病和代谢病等的治疗提供较好的动物模型；②可与诱导性多能干细胞（iPS）技术共同用于基因治疗，CRISPR/Cas9系统可应用于修饰iPS基因组；③CRISPR/Cas9系统已应用在肿瘤研究的诸多方面；④CRISPR/Cas9系统在免疫调节中的应用可为有些皮肤病（如银屑病、大疱性类天疱疮等）发病机制的研究和治疗提供新思路。 与其他基因组编辑技术相比，CRISPR/Cas9系统具有许多优势，其构建简易，耗时短，切割效率更高，且适用于多基因同时编辑。作为一种革命性技术，CRISPR/Cas9系统仍存在不足，其中脱靶效应一直是该技术需要克服的重大技术问题。但已有一些优化方法能降低脱靶率。另外，基因复杂的调控机制以及功能多样性使CRISPR/Cas9系统存在不可预知的风险，在基因编辑之前必须明确所敲除基因的功能作用，以避免出现在编辑致病基因的同时增加其他疾病的患病风险。与体细胞编辑相比，生殖细胞的基因编辑在影响个体的同时也对后代产生影响，进而可能改变其物种遗传轨迹。  随着CRISPR/Cas9系统不断的发展和完善，CRISPR/Cas9系统自身存在的一些局限性将不断被克服，相信在不久的将来该系统可以为基础研究、疾病预防和治疗等提供更加高效简单的方案。 |
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