肝脏芯片，真正的CRISPR测试环境

亚利桑那州立大学(Arizona State University)生物与健康系统工程学院(School of Biological and Health Systems Engineering)的助理教授萨米拉·基亚尼(Samira Kiani)和莫·易卜拉欣哈尼(Mo Ebrahimkhani)将在“人类肝脏芯片”(human liver on-a-chip)平台上进行基因组编辑技术CRISPR的首次研究。

来源:Marco-Alexis Chaira

SCGE计划于2018年1月启动，旨在改善罕见和常见疾病的治疗选择，包括改善人类基因组编辑的支持方法。

Samira Kiani和Mo Ebrahimkhani是生物和卫生系统工程学院的助理教授，他们正在将他们在CRISPR (Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats，简称CRISPR)方面的专业知识结合起来，用于评估基因组编辑及其对人体组织功能影响的安全性和有效性的技术和人体微生理系统。

CRISPR使研究人员能够在细胞中靶向基因和遗传物质以调节它们的行为和功能。由于CrispRp的工程和可编程性，它被认为是一种突破性的技术，有可能帮助治疗疾病，修复受损的身体组织，以及其他方式恢复人们的健康。

可能的副作用

然而，与任何新技术一样，应用CRISPR方法可能会产生一些意外的结果。“[Crispr]是一种致病源，所以要把它放在人类中，你面临着一些疑虑，如毒性，免疫反应，或它可能影响人类细胞组织的一些其他副作用，”Kiani说：“项目领导多机构努力。“There’s a chance introducing the system creates some sort of off-target effects in the genome, meaning that it not only influences the target DNA code, but also does some unintended modifications in parts of the genome that we don’t know [about] and don’t want.”

Kiani和Ebrahimkhani将在Liverchip®平台上应用CRISPR方法，以识别人类肝脏基因组中表明毒性的生物标志物。DNA分析还将揭示表明Cas9脱靶效应的生物标记物，Cas9是CRISPR中使用的DNA裂解酶，能够实现高度精确的基因编辑和调控。

到目前为止，CRISPR只在动物模型或人类细胞系上进行了测试。使用Liverchip®平台提供了一个模型，该模型重现了人类生物学，并将显著减少动物模型引入的差异数量。

这些用于芯片介质基本上是3D细胞培养系统，该系统被设计成具有人体中存在的特定特征。培养基内的多个细胞自组装以产生类似于人体器官的组织，甚至模仿人体的血流量和细胞中培养基的分裂。“最终目标是创造一种培养系统，可以预测人类的肝脏组织反应，”埃布拉希米卡尼说，在他在马萨诸塞州理工学院的研究期间与这个平台合作。“从长远来看，我们希望能够实现候选克里普尔系统，可以针对人类的特定基因，控制细胞类型，行动时间和任何潜在的毒性。”

肝脏可能是第一批接受基因疗法测试的人体器官之一。考虑到与肝脏代谢和功能相关的退行性遗传疾病的频率，使用芯片上的肝脏平台作为人类肝细胞的代理是研究CRISPR/Cas9作为一种治疗工具的有效性的理想工具。