在基因上纠正某种肌肉疾病

(神秘的地球报道)据EurekAlert!:理论上,新的基因编辑技术可提供一种治疗遗传性疾病的方法。现在有3组独立的研究人员提出了初步的证据,即通过编辑一个涉及肌肉功能的基因有可能在罹患某种特别类型肌营养不良症的小鼠中恢复某种肌肉功能。尽管围绕着编辑生殖细胞来纠正遗传疾病存在着诸多争议,但这些结果展示了在出生后纠正某些遗传性疾病的潜力。杜兴氏肌营养不良症(DMD)是一种令人衰弱的遗传性疾病,它在男性中的发生率大约为1/3500;它会引起肌肉退化、活动能力丧生及过早死亡。DMD的基因突变最常涉及肌细胞增强因子基因中1或多个外显子的删除,这会引起DNA编码框架“移动”,从而导致肌细胞增强因子的完全丧失;肌细胞增强因子是一个对肌肉功能至关重要的蛋白。

为了恢复肌细胞增强因子蛋白的表达,Christopher Nelson等人用CRISPR-Cas9基因编辑系统来删除外显子23,引发基因编码的额外移动,后者使得肌细胞增强因子蛋白被表达出来。在这个例子中,他们用腺病毒相关病毒8(AAV8)将该基因编辑系统输送到小鼠的肌肉细胞内。这种方法导致了接受注射区域内全部肌细胞中大约2%的外显子23的删除,并将肌细胞增强因子蛋白水平恢复至正常水平的约8%(先前的报告提示,少至4%的正常水平就足以在DMD中恢复足够的肌肉功能)。用6周龄小鼠所做的其它测试发现与心脏和肺健康有关的肌肉得到改善,这些肌肉在DMD患者中严重衰弱,并与过早死亡相关。

在第二项研究中,Chengzu Long和同事用腺相关病毒-9(AAV9)(它表现出对肌肉有高亲和性)将CRISPR-Cas9编辑组分输送给同样的DMD小鼠模型。他们首先在生殖细胞修正的设定中优化其基因编辑策略并发现其具有高效能:80%的子代小鼠显示了外显子23的删除,从而促进了肌细胞增强因子蛋白的表达。该团队接着将他们的策略用于更具临床相关性的体细胞基因编辑设定。通过腹腔内注射、肌肉内注射或眼后注射,他们用AAV9将该编辑系统输送给出生几天后的小鼠。尽管每种输送方法都具有其独特的裨益并能改善肌肉功能,但他们发现,当治疗是向肌肉内直接注射时,肌细胞增强因子蛋白的浓度最高。

在由Mohammadsharif Tabebordbar等人所做的第三项研究也用CRISPR 和 AAV9编辑来去掉外显子23,并发现肌肉功能有着类似的恢复裨益。该团队用荧光标记物来分析基因编辑系统对位于注射部位以外的卫星细胞的作用。他们发现,某些卫星细胞的肌管(即处于“年轻”阶段的肌细胞)恢复了肌细胞增强因子的表达。因此,作者们提出,AAV-CRISPR或能在体内提供进行中的基因修复。





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