应用碱基编辑工具实现无义突变的精准修复及肌萎缩症治疗
2024年3月7日,学术期刊Molecular Therapy Nucleic Acids在线发表了多个中国科学家团队的合作研究论文“Correction of human non-sense mutation via adenine base editing for Duchenne muscular dystrophy treatment in mouse”。该研究应用DNA单碱基编辑工具,在人源化的模型鼠中实现了无义突变的精准修复,为DMD的基因编辑治疗提供了新的证据支持。临港实验室、上海脑科学与类脑研究中心的胥春龙博士,辉大基因、中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心的杨辉博士,福建医科大学附属第一医院的陈万金博士和辉大基因的李国玲博士为论文的共同通讯作者。
杜氏肌营养不良是一种致死性的肌肉遗传性疾病,是儿童最常见的肌营养不良。患病的孩子往往在4到5岁出现症状,在13岁前失去独立行走能力,20到30岁因心肺功能衰竭而死亡。目前该病暂无通用、特效的治疗方案,全球无数的科学家、医学家为了攻克该病坚持不懈地进行研究,而基因编辑修复正是其中新兴的治疗方向之一。
现有的基因治疗方案,无论是外显子跳跃,还是通过mini-dsytrophin进行的基因增补,都是利用截短的dystrophin蛋白仍残留有部分功能这一机制,将症状较为严重的DMD转变为较轻的BMD,从而减轻疾病表型,延长患者寿命,并没有在基因水平完全修复dystrophin基因。而在这项研究中,研究者运用单碱基编辑技术将无义突变DMD在DNA水平进行精确修复,完全修复了dystrophin基因。该研究首先在福建医科大学附属第一医院前期建立的DMD随访数据库的基础上,采用报告载体的方式对突变无义位点进行编辑效率筛选,发现接近一半位点在体外可被较高水平修复,随后在患者来源的iPSCs中验证了编辑效率及功能恢复情况,同时运用胚胎注射技术构建了c.2977C>T, p.Gln993*及c.4174C>T, p.Gln1392* 两种含有无义突变序列的人源化DMD小鼠模型,最后使用AAV9包装split-SpG-ABE系统进行成体基因治疗,在成体中证实了该系统的修复效果。
图2:学术期刊配图