随着基因治疗技术的不断发展，越来越多的新技术被逐步应用于疾病的实验室研究和临床治疗中。在艾滋病的治疗中，基因治疗技术相较于传统的抗病毒逆转录治疗有明显优势。近年来，短发夹RNA(short hairpin RNA, shRNA)技术、成簇规律间隔短回文重复序列(clustered regulatory interspaced short palindromic repeat, CRISPR)技术、类转录激活因子效应物核酸酶(transcription activator-like effector nucleases, TALEN)技术、锌指核酶(zinc finger nucleases, ZFN)技术等基因治疗技术在艾滋病治疗中的应用已经取得较多成果。本文综述了自基因治疗技术出现以来在艾滋病治疗领域的重大突破，以及近年来所取得的最新研究进展，旨在为该技术在艾滋病治疗中的更广泛应用提供参考。

基因编辑技术是以改变靶基因序列为目的，实现定点突变、插入或敲除的技术。作为生命科学的新兴研究领域，基因编辑技术的不断发展与完善为基因的功能研究、基因检测和治疗提供了强有力的工具，极大地推动了生命科学的发展。本文首先介绍了基因编辑技术发展过程中的三种主要技术—锌指核酸酶(zinc-finger nucleases，ZFNs)，类转录激活因子效应核酸酶(transcription activator-like effector nucleases，TALENs)和CRISPR-Cas9。通过改造现有Cas9核酸酶以及寻找新的具有特异性识别和切割目的序列的蛋白，适用范围更广泛的基因编辑系统被开发出来，推动了基因编辑技术的发展。本文同时对基因编辑技术的应用和存在的机遇及挑战进行了探讨，以增进对该技术及其未来研究的整体认识。

抗逆转录病毒治疗（ART）能有效控制HIV感染，但仍无法完全清除人体内的HIV。鉴于CC趋化因子受体5（CCR5）在HIV感染靶细胞中的作用，可将基因编辑技术运用于修饰CCR5基因，包括锌指核酸酶（ZFN）、转录激活因子样效应物核酸酶（TALEN）、成簇规律间隔的短回文重复序列(CRISPR)/Cas9系统等，从而实现艾滋病的"功能性治愈"。此外，修饰CCR5基因的基因编辑技术与干细胞移植的结合为艾滋病的治愈提供了新的思路。

基因编辑技术是对目标基因进行"编辑"，实现对特定DNA片段的定点突变、敲除、加入等。基因组编辑技术的真正发展距今不到五十年的时间，但这一领域已经衍生出了至少3种基因组编辑技术，包括锌指核酸酶(zinc-finger nuclease，ZFN)技术、转录激活因子样效应物核酸酶(transcription activator-like effector nuclease，TALEN)技术和CRISPR/Cas9等技术。这些技术都利用了DNA修复机制，特别是CRISPR(clustered regularly interspaced short palindromic repeat)系统，不仅是基因功能研究的强大工具，其在疾病治疗靶点的发现、病原体的核酸诊断与肿瘤等疾病的临床治疗方面也展现出巨大的潜力。当然，CRISPR/Cas9技术在实际应用中仍然存在许多潜在的问题尚待解决，例如，CRISPR/Cas9技术对基因转录的调控效果缺乏持久性和可遗传性以及存在脱靶效应等问题。为了解决这些问题，科学家以CRISPR系统为基础，开发出一套新的表观遗传基因组编辑工具CRISPRoff。本文详细介绍了CRISPRoff系统的原理，阐述了其在医学和其他领域的应用概况和技术发展。

Syndactyly type Ⅴ(SDTY5)is an autosomal dominant extremity malformation characterized by fusion of the fourth and fifth metacarpals.In the previous publication,we first identified a heterozygous missense mutation Q50R in homeobox domain(HD)of HOXD13 in a large Chinese family with SDTY5.In order to substantiate the pathogenicity of the variant and elucidate the underlying pathogenic mechanism causing limb malformation,transcription-activator-like effector nucleases(TALEN)was employed to generate a Hoxd13Q50R mutant mouse.The mutant mice exhibited obvious limb malformations including slight brachydactyly and partial syndactyly between digits 2-4 in the heterozygotes,and severe syndactyly,brachydactyly and polydactyly in homozygotes.Focusing on BMP2 and SHH/GREM1/AER-FGF epithelial mesenchymal(e-m)feedback,a crucial signal pathway for limb development,we found the ectopically expressed Shh,Grem1 and Fgf8 and down-regulated Bmp2 in the embryonic limb bud at E10.5 to E12.5.A transcriptome sequencing analysis was conducted on limb buds(LBs)at E11.5,revealing 31 genes that exhibited notable disparities in mRNA level between the Hoxd13Q50R homozygotes and the wild-type.These genes are known to be involved in various processes such as limb development,cell proliferation,migration,and apoptosis.Our findings indicate that the ectopic expression of Shh and Fgf8,in conjunction with the down-regulation of Bmp2,results in a failure of patterning along both the anterior-posterior and proximal-distal axes,as well as a decrease in interdigital programmed cell death(PCD).This cascade ultimately leads to the development of syndactyly and brachydactyly in heterozygous mice,and severe limb malformations in homozygous mice.These findings suggest that abnormal expression of SHH,FGF8,and BMP2 induced by HOXD13Q50R may be responsible for the manifestation of human SDTY5.

目的 为了克服已有人呼吸道合胞病毒(human respiratory syncytial virus,hRSV)动物模型的局限性,如半受纳性和感染持续时间短,本文利用TALEN基因编辑技术建立了 IL2rg基因敲除(IL2rg-/-)的大鼠模型.方法 用hRSV滴鼻感染该动物模型,观察感染期(0～35 d)的临床表征、体重及体温变化;记录不同时间点(滴鼻感染后第4、11、20、35天)鼻腔、气管、肺等呼吸道脏器的病毒总拷贝数;在观察终点(滴鼻感染后第35天)对感染动物的靶器官进行病理分析;观察不同时间点(滴鼻感染后第4、20、35天)外周血 T、B、NK、NKT细胞的变化及不同时间点多种细胞因子的变化.结果 (1)通过鼻内接种hRSV后,纯合的IL2rg基因敲除大鼠的呼吸道内能保持较高的病毒载量,鼻腔中病毒的平均峰值滴度能快速升至1 × 1010 copies/g,至第5周时,病毒依然能维持复制,病毒载量亦可达到1× 107 copies/g.(2)但其鼻、气管和肺组织,无明显病变.(3)感染hRSV的IL2rg-/-大鼠外周血B细胞含量有上升.(4)IL-6和MCP-1两种细胞因子都在感染前期上升,在观察终点回落.结论 本研究基于TALEN技术建立了 IL2rg-/-大鼠模型,并发现该模型能很好地支持hRSV高水平复制和并长期感染,为抗病毒药物筛选、抗hRSV抗体体内效力评价,提供了良好的动物模型.

Thyroid-stimulating hormone(TSH)is important for the thyroid gland,development,growth,and meta-bolism.Defects in TSH production or the thyrotrope cells within the pituitary gland cause congenital hy-pothyroidism(CH),resulting in growth retardation and neurocognitive impairment.While human TSH is known to display rhythmicity,the molecular mechanisms underlying the circadian regulation of TSH and the effects of TSH-thyroid hormone(TH)signaling on the circadian clock remain elusive.Here we show that TSH,thyroxine(T4),triiodothyronine(T3),and tshba display rhythmicity in both larval and adult zebrafish and tshba is regulated directly by the circadian clock via both E'-box and D-box.Zebrafish tshba-/-mutants manifest congenital hypothyroidism,with the characteristics of low levels of T4 and T3 and growth retar-dation.Loss or overexpression of tshba alters the rhythmicity of locomotor activities and expression of core circadian clock genes and hypothalamic-pituitary-thyroid(HPT)axis-related genes.Furthermore,TSH-TH signaling regulates clock2/npas2 via the thyroid response element(TRE)in its promoter,and tran-scriptome analysis reveals extensive functions of Tshba in zebrafish.Together,our results demonstrate that zebrafish tshba is a direct target of the circadian clock and in tum plays critical roles in circadian regulation along with other functions.

恶性肿瘤是1种进化过程的衍生物,达尔文的选择进化理论揭示了恶性肿瘤是物种在进化过程中遗传突变逐步累积的结果.每种恶性肿瘤都是由许多复杂的克隆细胞亚群组成的,这些亚群决定了特定人群在特定阶段存在特定的肿瘤基因型和表型,这种肿瘤内的异质性对于恶性肿瘤的进展、转移以及化疗耐药有着显著影响[1].目前,妇科恶性肿瘤的主要治疗方式仍然是以手术为主辅以放化疗的综合治疗,化疗耐药是影响患者预后的重要因素,耐药的主要原因是耐药相关基因的异常表达,因此,靶向妇科恶性肿瘤显著突变的致病基因和耐药基因是未来临床治疗的关键.目前,靶向基因编辑技术已经成为研究肿瘤基因功能和通过校正缺陷基因或引入修饰基因治疗肿瘤的强有力的工具.基因编辑技术主要包括锌指核酸内切酶(zinc finger endonuclease,ZFN)、类转录激活因子效应物核酸酶(transcription activator-like effector nuclease,TALEN)、规律成簇间隔短回文重复(clustered regularly interspaced short palindromic repeat ,CRISPR )/CRISPR 相 关 蛋 白 核 酸酶( CRISPR-associated nuclease,Cas)9、TargeTron基因敲除系统(the targetron gene knockout system)[2]以及传统的RNA干扰(RNAi)技术[3].与ZFN、TALEN及TargeTron基因敲除系统相比,基于CRISPR/Cas系统的基因编辑技术(即CRISPR/Cas9基因编辑技术)易于操作,效率高,更易得到纯合子突变体,而且可以在不同的位点同时引入多个突变;但因CRISPR系统面临脱靶危机,故其精确度较低.因此,采用CRISPR/Cas9基因编辑技术能高效控制肿瘤细胞内基因的表达水平,进一步从多方面推进肿瘤的研究和应用.肿瘤基因计划的实施和CRISPR/Cas9基因编辑技术的发展,使妇科恶性肿瘤的精准医疗成为可能.本文对近年来CRISPR/Cas9基因编辑技术在妇科恶性肿瘤研究及治疗中的应用进行综述.

随着HIV病毒学研究的不断深入,传统抗反转录病毒治疗在HIV病毒清除和疾病治愈中的局限性日益凸显,因此通过基因编辑达到HIV病毒控制甚至完全治愈的策略倍受重视.目前基因编辑的研究主要包括以下两个方面:RNA水平的编辑技术和DNA水平的编辑技术.近年来包括锌指核酶技术(zinc finger nucleases,ZFN),转录激活样效应因子技术(transcription activatorlike effector nucleases,TALEN),成簇规律间隔短回文重复序列技术(clustered regulatory interspaced short palindromic repeat, CRJSPR)和NgAgo-gDNA技术在内的DNA编辑技术进展迅猛,并在HIV治疗中取得了长足的发展.本文比较了不同DNA水平编辑方法的特点和差异,综述了新一代基因编辑技术在HIV治疗中的进展以及潜在的医学应用前景.

CRISPR-Cas系统作为细菌、真菌体内的适应性免疫系统用以抵御外来噬菌体的感染.经过改造的CRISPR-Cas9已成为继ZFN、TALEN之后的第三代基因编辑技术.在CRISPR-Cas9基础上衍生的CRISPRi、CRISPRa等系统可以实现暂时抑制、激活或改变基因表观遗传学修饰的功能.相比传统基因编辑技术,CRISPR-Cas9具有效率高、操作简便、价格低等优势,因而在基因制备动物模型,治疗感染性疾病、遗传性疾病以及癌症等方面均有广阔的应用前景.本文主要对CRISPR-Cas9技术的发展与临床应用进展进行综述.