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為什么要改變CCR5基因?CCR5基因的作用是什么

五度易鏈 2018-11-27 8593 1813

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在近日出版的美國《科學》雜志,由中科院上海藥物研究所研究出的CCR5三維結構圖登上了封面。在昨天的基因編輯事件中,被聲明能夠在出生即擁有HIV免疫能力的兩名嬰兒被更改的基因也是CCR5,那么CCR5基因和HIV有什么關系呢,為什么要更改CCR5基因呢。


  在近日出版的美國《科學》雜志,由中科院上海藥物研究所研究出的CCR5三維結構圖登上了封面。在昨天的基因編輯事件中,被聲明能夠在出生即擁有HIV免疫能力的兩名嬰兒被更改的基因也是CCR5,那么CCR5基因和HIV有什么關系呢,為什么要更改CCR5基因呢。

  首先介紹一下艾滋病的感染方式。

  HIV病毒主要感染的細胞類型是CD4陽性T細胞,隨著HIV病毒感染程度增加,人體中的CD4陽性T細胞不斷減少,最終影響整個免疫系統。

  HIV病毒細胞的表面有一層蛋白質結構,這種蛋白質結構能夠識別CD4陽性T細胞,在HIV在血液中流動時候,并不會和血液中的血液細胞進行結合,直到遇到了CD4陽性T細胞,HIV病毒細胞表面的蛋白質結構會通過和CD4陽性T細胞上的CD4蛋白進行結合,開始對CD4陽性T細胞進行破壞。

  但是如果僅憑借HIV病毒細胞和CD4陽性T細胞進行結合,這樣的結合并不能實現膜結合,CD4陽性T細胞不會對HIV病毒發生內吞,HIV病毒細胞不能完成對CD4陽性T細胞的感染,而CCR5,則能夠幫助HIV病毒細胞完成和CD4陽性T細胞結合,形成對CD4陽性T細胞的破壞。

  CCR5是CCR5基因表達的蛋白質,存在于細胞表面,這種蛋白質能夠通過和HIV病毒細胞表面的蛋白質進行結合,在T細胞表面形成凹陷,為CD4陽性T細胞吞并HIV病毒構建條件,完成HIV病毒細胞對T細胞的感染。

  如果缺少CCR5基因,則細胞上就不會有CCR5的蛋白質,進而能夠實現CCR5導致的HIV類疾病的預防。

  8年前,美國科學家發現,人的第三號染色體短臂上的CCR5基因與HIV攻擊人的免疫T細胞有直接關系。一般情況下,HIV是通過識別T細胞表面的一種叫做CCR5趨化因子的感受器蛋白質而攻入人體免疫T細胞,并在其內部復制從而造成人的免疫功能低下。其實CCR5就是一種特殊標記,當CCR5基因編碼區域第185號氨基酸后面發生32個堿基缺失時,就不能編碼產生這種正常的趨化因子蛋白,HIV不能識別這種蛋白,所以也就不能攻擊T細胞。這就是人類依靠基因變異而獲得自然的免疫力,它是抵抗艾滋病病毒的一道天然屏障。

  艾滋病與自然免疫差異有關。比較發現,這種基因變異因人種差異而不同,所以,面對艾滋病病毒,不同的人種具備不同的免疫力。 黑人比白人更容易感染艾滋病的原因之一,就是黑人的CCR5基因變異率較低,因而其抵御艾滋病病毒的自然免疫力偏低。黑人的CCR5變異率僅為1.6%,而美國白人的CCR5基因變異率為10%,歐洲人則為8%,俄羅斯的高加索人高達12%。

  我國的HIV感染概率更高也受到了CCR5基因的影響,但是當前已經出現了使用抑制劑等完成對CCR5的控制,在胚胎中使用基因編輯仍然是沒有必要的。


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