将这一发现添加到看似神奇的基因编辑技术 CRISPR 的潜在应用列表中：帮助神经系统疾病患者精确编辑他们的大脑，以缓解其疾病的症状。
这是今天在《Nature Biomedical Engineering》杂志上发表的一项新研究的潜在前景。在这项研究中，德克萨斯大学和加州大学伯克利分校的研究人员以及一家名为GenEdit的伯克利公司描述了一种使用金纳米颗粒递送具有编辑功能的 Cas9 酶的新工艺。他们表示，这项技术最早在 2017 年一项关于肌肉细胞基因编辑的论文中有所描述，可能比用作 CRISPR 常规递送方法的病毒产生的麻烦更少。而这篇新论文提出了 CRISPR 一个几乎前所未闻的应用：在成年大脑内部进行编辑。
“这篇论文首次证明了可以在大脑中进行非病毒基因编辑并产生局部效应，”伯克利生物工程师 Niren Murthy 说，他多年来一直在研究新型 CRISPR 递送载体。这种局部编辑可能有助于治疗亨廷顿舞蹈病、癫痫、慢性疼痛甚至成瘾等疾病的患者。
在这项研究中，研究人员使用 CRISPR-Gold 编辑患有脆性 X 综合征的小鼠的大脑。脆性 X 综合征是一种遗传性疾病，与自闭症谱系障碍 (ASD) 相关。虽然脆性 X 综合征可以通过基因检测诊断，但临床医生根据刻板行为等行为标准诊断 ASD。这意味着很难讨论“治愈”自闭症的想法，但使用 CRISPR-Gold，可能可以治疗在某些个体中导致 ASD 相关行为的脆性 X 综合征。
他们将经过处理以携带 Cas9 分子的金纳米颗粒注入到每只小鼠大脑的特定区域。CRISPR-Gold 将 Cas9 递送到一种称为代谢型谷氨酸受体 5 的受体。尽管这是一个常见的受体，但在研究人员注入的大脑部分，它与重复行为有关。在那里，在纹状体中，Cas9 关闭了产生该受体的基因。小鼠进行重复挖掘和跳跃的量有所下降——跳跃的幅度下降了 70%。
通过细胞染色测试，研究人员还能够证明他们可以使用 CRISPR-Gold 编辑大脑中多种细胞，这为进一步的应用打开了大门。
“使用病毒存在局限性，”论文的第一作者 Hye Young Lee 解释说，“因为病毒可能会表达不需要的蛋白质。”她在德克萨斯大学圣安东尼奥分校的实验室专注于研究 ASD 在大脑中的表现方式以及如何治疗。她两年前开始与加州大学伯克利分校的 CRISPR 团队合作，并看到了 CRISPR-Gold 如何可能用于在不产生 CRISPR 不期望的副作用的情况下将基因修饰递送到大脑。
大脑中的病毒 DNA 可能有副作用，因为它在 CRISPR 操作完成后不会消失。使用金纳米颗粒消除了外源 DNA 产生有害蛋白质的问题，这是 CRISPR 的核心问题之一。然而，Murthy 说，在脑中留下金的残余物也不是好事：该团队目前正在研究使用他们目前用于使 Cas9 粘附于金的聚合物来递送 Cas9，但去除金属本身。
与大多数关于 CRISPR 的事物一样，编辑神经系统疾病患者大脑的想法自然会引发一系列伦理问题，包括我们是否应该暗示自闭症谱系人群的大脑需要修复。“我想强调的是，这不是解决方案，”Lee 说。她说，使用这项技术，可能可以像使用药物一样，让自闭症患者治疗重复行为等不受欢迎的症状——不同之处在于 CRISPR 的改变很可能是永久性的。
