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3年回顧,賀教授敲錯了基因?CXCR4 or CCR5

來源:南京康佰生物科技有限公司   2021年11月24日 09:59  

2018年11月基因編輯的人類嬰兒露露和娜娜“健康”誕生,是免疫艾滋病基因編輯嬰兒,賀教授通過敲除CCR5這個基因,阻斷HIV與T細胞表面CCR5膜蛋白的結合,從而阻斷病毒的入侵。


此事一出,全球嘩然,不僅在倫理道德、法律法規上*不合規不合法,甚至在科學研究層面都值得商榷,主要表現為一是CCR5的生理功能還不是很明確,CCR5Δ32是否存在弊大于利的情況;二是Crisper做基因敲除時,造成的脫靶效應不可控;三是在HIV病毒的品系中,中國目前流行很大比例是CXCR4嗜性,而不是CCR5。今天我們聊下CXCR4和CCR5基因。


CXCR4和CCR5都屬于趨化因子受體家族,是一類7次跨膜的蛋白,屬于GPCR大類。趨化因子受體家族根據N端的兩個保守半胱氨酸殘基的位置可以分為CC、CXC、CX3C和C趨化因子四個亞家族,其中CXCR4屬于CXC家族,CCR5屬于CC家族。



Fig 1.不同亞型的HIV病毒對T細胞侵染能力




CXCR4基因及其功能

SDF-1α激活CXCR4可以觸發多種生理反應,例如趨化性、細胞存活和增殖、細胞內鈣通量和基因轉錄,而CXCR4拮抗劑則不能。這些正常的生理反應還與多個病理過程共享幾個下游效應器,包括腫瘤細胞轉移、HIV相關癡呆(由HIV-1 gp120誘導)以及自身免疫和炎癥疾病。


Fig 2.CXCR4的信號傳導及其功能




CXCR4主要的功能可以分為:        


       

● 首先CXCR4的拮抗劑可以對抗HIV病毒的感染;

● CXCR4拮抗劑和激動劑在治療造血和實體癌中的有重要作用;

● CXCR4拮抗劑對抗炎癥和自身免疫性疾?。侯愶L濕關節炎和過敏性哮喘。


       

CCR5基因及其功能        


從發現開始,CCR5一直是HIV-1進入靶細胞的關鍵參與者,并與其趨化因子配體一起幫助了解和解決 HIV-1感染。CCR5在HIV-1 用于細胞進入的趨化因子輔助受體中占主導地位,而R5嗜性HIV-1毒株是感染早期最常傳播的毒株。CCR5基因內的32堿基對缺失導致無法到達細胞表面的無功能基因產物,并且具有純合CCR5Δ32缺失的受試者可免受HIV-1 感染,這也是賀教授改造的靶標堿基。


CCR5也可能與各種癌癥的發展有關,因為腫瘤細胞直接分泌或誘導成纖維細胞分泌 CCL5,從而維持CCR5陽性癌細胞的增殖。另外,CCR5可能在自身免疫性疾病中發揮作用,例如類風濕性關節炎和多發性硬化癥 (MS)。



Fig 3.CCR5的信號傳導及其功能



靶點模型產品-測活與放行

科佰生物針對GPCR靶點開發了一系列的細胞模型,其中就包括CXCR4、CCR5及趨化因子家族的其他成員,比如CXCR2、CCR1、CCR2、CCR4、CCR6、CCR7等。該細胞模型適合做針對靶點的藥物的活性檢測,適用于藥物的QC放行等。



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CXCR4/CHO CBP71358



Fig 4. CXCR4是Gi pathway的GPCR靶點,可以檢測cAMP的變化。使用10uM的forskolin刺激cAMP,檢測agonist(CXCL12)的活性。



Fig 5. 針對CXCR4的antagonist模型,采用10uM的forskolin刺激cAMP,使用CXCL12的EC90作用,檢測CXCR4抗體的拮抗作用。




CCR5/CHO CBP71352


Fig 6. CCR5是Gi pathway的GPCR靶點,可以檢測cAMP的變化。使用10uM的forskolin刺激cAMP,檢測agonist(CCL4)的活性。



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