在小鼠身上进行的新型基因编辑显示出治疗杜氏肌营养不良的希望
俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心和医学院的研究人员开发了一种新的基因编辑技术,有望纠正杜氏肌营养不良症(DMD)和一些心血管疾病的基因突变。
DMD是一种由肌营养不良蛋白基因突变引起的致命遗传病。没有肌营养不良蛋白,肌肉细胞受损,导致进行性肌肉无力和消瘦,最终导致呼吸障碍和心脏衰竭。DMD是最常见的肌肉萎缩症主要影响男孩。全世界每5000名男婴中就有1名患有此病。最初的症状通常从三岁开始,随着时间的推移而恶化,许多患者只活到20多岁。
CRISPR基因组编辑在纠正致病突变方面显示出了希望,但可能会切割DNA,危及人类健康。俄亥俄州立大学的研究人员成功地改造了一种基本编辑器这是一项建立在crispr基础上的技术,可以在不切割成年小鼠DNA的情况下安全、精确地编辑DMD突变。携带编辑器的腺相关病毒的系统递送导致小鼠的肌营养不良蛋白恢复和功能改善。这项研究的结果发表在自然通讯。
“我们的技术表明,在临床前相关的DMD动物模型中,系统的体内碱基编辑可以高效地实现,”该研究的第一作者、医学院心脏外科教授韩仁志说。“这对临床翻译具有重要意义。这种类型的碱基编辑不需要重复治疗,因为它直接修改遗传密码,并产生持久的治疗效果。因为它也不会像CRISPR那样切割基因组DNA,所以不会出现大的DNA缺失和染色体重排。”
通过修改腺嘌呤碱基编辑器来克服各种挑战,韩和他的团队成功地恢复了DMD小鼠肌肉和心脏中的肌营养不良蛋白表达。用单次静脉注射改善了腺嘌呤碱基编辑器在五周大的时候,超过95%的心脏肌肉细胞10月龄时恢复自然表达肌营养不良蛋白。研究人员在接受治疗的动物身上没有观察到可检测到的不良事件。
“在接受治疗的小鼠中,心脏中的编辑效率异常高,”韩说。“我们的碱基编辑技术具有巨大的潜力,因为它可以用于靶向许多其他遗传疾病。”
研究的下一步是进行更大规模的动物临床前试验。韩和他的团队多年来一直在开发肌肉萎缩症的治疗策略,并在2015年首次证明了体内基因组编辑可用于纠正出生后动物的DMD突变。
更多信息:李旭等,成年营养不良小鼠体内高效精准碱基编辑,自然通讯(2021)。DOI: 10.1038 / s41467 - 021 - 23996 - y