「ゲノム編集」の版間の差分

　生体におけるゲノム編集は、疾患の悪化に関与する遺伝子の破壊あるいは変異遺伝子の修復により、いままで治療法のなかった精神神経疾患に新しい治療法を提供する可能性を持っている。筋ジストロフィーの新しい治療法として、[[アンチセンスオリゴヌクレオチド]]を用いた[[exon skipping]]（変異のあるエクソンを飛ばして、多少短くなるがある程度機能のある原因遺伝子ジストロフィンを産生させる方法）が注目されている。しかし、exon skippingの効率や副作用など、多くの克服すべき課題が多い。そこで、アンチセンスオリゴヌクレオチドの代わりにCRISPR/Cas9を用いてexon skippingを起こさせる試みが[[デュシャンヌ型筋ジストロフィー]](DMD)のモデルマウスを用いて行われた。米国の3つの研究グループは、ほぼ同時に、CRISPR/Cas9を使ってDMDモデルマウスのジストロフィン遺伝子の変異部分のみを切除し、機能的なジストロフィンを生成させ、筋力を回復させることに成功した<ref><pubmed>26721683</pubmed></ref><ref><pubmed>26721684</pubmed></ref><ref><pubmed>26721686</pubmed></ref>。患者を対象とした臨床治験を始めるには、CRISPR/Cas9の効率向上、骨格筋へのデリバリー法の開発、免疫原性など克服すべき課題も多いが、''in vivo''でのゲノム編集が有効なことを示した成果である。

 

　神経細胞は分裂を行っていない細胞なので、相同組換えを利用した遺伝子ノックインをすることは困難であった。これを克服する方法としてSLENDR(single-cell labeling of endogenous proteins by CRISPR-Cas9-mediated homology-directed repair)法が開発された。SLENDR法では、分裂能を持つ神経前駆細胞に、標的部位のDNA二本鎖切断に必要なガイドRNA、Cas9のcDNA、相同性を持つ外来遺伝子を子宮内電気穿孔法を用い導入する。この方法を用い標的遺伝子にタグ配列を挿入することができ、免疫組織化学に適した抗体のない遺伝子でもその局在を解析することができる[56]。さらに最近、挿入する外来遺伝子をアデノ随伴ウイルスベクターを用い脳に導入することにより、相同組換えによるノックイン効率が高くなることが報告された<ref><pubmed>29056297</pubmed></ref>。標的部位のDNA二本鎖切断に必要なguide RNA、Cas9のcDNA、相同性を持つ外来遺伝子をアデノ随伴ウイルスベクターに組み込み、脳へ局所注入することにより、HITI法と同等な効率で狙った部位に遺伝子をノックインできる。

　ガイドRNAとは複合体を形成できるがヌクレアーゼ活性を持たない不活性型Cas9 (dCas9)に転写抑制因子KRABを融合し (dCas9-KRAB)、標的ゲノム部位と相補的配列を持つガイドRNAと伴にレンチウイルスベクターを用い脳に導入することにより、標的遺伝子の発現を効率よくノックダウンできることが報告された (CRISPRi)[58]。また、dCas9に3種類の転写活性化因子(VP64、p65、Rta)を融合し (dCas9-VPR)、標的遺伝子の転写開始点に近接した領域に設計したガイドRNAと伴にレンチウイルスベクターを用い脳に導入することにより、標的遺伝子の転写を活性化できることも報告された (CRISPRa)[59]。CRISPRiおよびCRISPRaとも、ガイドRNAを複数導入することにより、同時に複数の遺伝子の転写制御が可能である。さらに、細胞種特異的プロモーターを用いdCas9-KRABあるいはdCas9-VPRを特定の細胞種に発現させることにより、細胞特異的な転写制御が可能であり、従来の細胞種特異的遺伝子欠損マウスで必要なマウスの交配を省略することができる。