手机版
首页 >> 热点>> 正文

Nature,腺嘌呤单碱基器,先天性黑蒙症

2020-10-21 13:55来源:互联网编辑:小狐

先天性黑蒙症(LCA)是一类因影响视网膜功能的几个重要基因的功能丧失突变引起的遗传性视网膜疾病,主要为常染色体隐性遗传。大多数LCA患者在婴儿期或儿童期就开始出现严重的视力障碍,并且由于进行性视网膜变性,一般在30-40岁时会彻底失明。

直到近年来基因疗法的快速发展,这种严重的视网膜遗传病才有了可用的治疗方法。

2017年12月10日,FDA批准了Spark公司AAV基因疗法,通过腺相关病毒(AAV)载体,将正确的基因递送到视网膜细胞,用于治疗先天性黑蒙2型

早期临床试验表明,患者接受AAV基因治疗后第一年视觉功能有所改善,但之后,AAV载体的递送的转基因表达水平可能会随时间下降,RPE65蛋白缺乏引起的视网膜变性也会对外源表达RPE65蛋白有抵抗力。

因此,在DNA层面修复基因突变位点,才是治疗先天性黑蒙症一劳永逸的方法。

2020年10月19日,加州大学欧文分校的研究人员在Nature子刊 Nature Biomedical Engineering杂志发表了题为:Restoration of visual function in adult mice with an inherited retinal disease via adenine base editing的研究论文。

该研究使用慢病毒载体递送腺嘌呤单碱基器(ABE)实现了对先天性黑蒙症小鼠模型突变基因的高效修复,有效恢复了小鼠模型视觉能力,且未发现可检测的脱靶效应。

这项工作表明,单碱基技术可以替代基因增强疗法,以永久挽救因突变而失能的关键蛋白的功能,或修正无法使用基因增强疗法的显性遗传病。这项工作也代表了治疗遗传性视网膜疾病的新方向。

Nature,腺嘌呤单碱基器,先天性黑蒙症(图1)

先天性黑蒙症2型,是因为RPE65基因的3号外显子上的一个单碱基突变,引起蛋白转录提前终止。

Nature,腺嘌呤单碱基器,先天性黑蒙症(图2)

首先,研究团队在体外细胞实验中尝试用同源重组修复(HDR)的方式,尝试替换基因突变的DNA片段,实现对突变位点的修复,但效率非常低,不足1%,不足以恢复RPE65的功能,更不足以改善疾病表型。

因此,研究团队将希望放在了单碱基器ABE上,研究团队向四周龄的先天性黑梦症小鼠模型视网膜注射慢病毒载体的腺嘌呤碱基器(LV-ABE)注射量为每只小鼠眼球1E6 TU,研究团队选择慢病毒而非AAV病毒作为递送载体的原因是,慢病毒携带载体容量更大,能够最大化转导ABE,以获取单碱基的最大功效。

Nature,腺嘌呤单碱基器,先天性黑蒙症(图3)

此外,该研究还发现,当通过视网膜射到小鼠眼中时,慢病毒还表现出对视网膜的特异性靶向,从而无需组织特异性启动子。

注射后五周,研究团队检测基因修复效果,深度测序表明,最好的基因修复效率达到了29%,而且,研究团队表示,这一数据实际上是被低估了,因为用于测序的视网膜细胞样本中还包括了解剖带来的的未暴露于慢病毒的脉络膜和巩膜细胞。因此,实际上对视网膜的DNA修复的效率要更高。

Nature,腺嘌呤单碱基器,先天性黑蒙症(图4)

单碱基的临床应用中面临的最大问题就是脱靶性,因此,研究团队进一步检测了脱靶效率,结果表明,均未发现在背景水平以上的脱靶性

目前人类已发现至少75000种致病性基因突变,各种工程化改造的单碱基器理论上可以修复其中95%的转换突变(transition mutations)或65%的点突变(point mutations)这项研究为通过单碱基技术治疗多种形式的遗传性视网膜疾病奠定了基础。

该研究表明,单碱基技术可以替代基因增强疗法,以永久挽救因突变而失能的关键蛋白的功能,或修正无法使用基因增强疗法的显性遗传病。这项工作也代表了治疗遗传性视网膜疾病的新方向。

目前CRISPR基因治疗遗传性视网膜疾病进展最快的则是张锋创立的Editas Medicine公司。

Nature,腺嘌呤单碱基器,先天性黑蒙症(图5)

Editas Medicine的治疗先天性黑蒙症10型的疗法,目前已处于早期临床试验阶段,已完成患者给药

先天性黑蒙症10型,最常见的是因为CEP290基因的26号内含子发生点突变,导致转录提前终止。

该疗法并未使用单碱基技术,而是通过载体将saCas9和CEP290特异性gRNA递送至视网膜,通过双gRNA分别靶向突变内含子区域的上下游,直接将突变内含子区域整体删除或倒位,从而恢复CEP290基因的正常表达,进而让眼睛重获光明

Nature,腺嘌呤单碱基器,先天性黑蒙症(图6)

撰文|王聪

nagashi

排版|水成文

本文相关词条概念解析:

碱基

碱基是指嘌呤和嘧啶的衍生物,是核酸、核苷、核苷酸的成分。DNA和RNA的主要碱基略有不同,其重要区别是:胸腺嘧啶是DNA的主要嘧啶碱,在RNA中极少见;相反,尿嘧啶是RNA的主要嘧啶碱,在DNA中则是稀有的。除主要碱基外,核酸中也有一些含量很少的稀有碱基。稀有碱基的结构多种多样,多半是主要碱基的甲基衍生物。tRNA往往含有较多的稀有碱基,有的tRNA含有的稀有碱基达到10%。嘌呤和嘧啶碱基是近乎平面的分子,相对难溶于水:在约260纳米的紫外光区有较强的吸收。

网友评论Translation

推荐文章

会声会影,本次学习班关注哺乳期乳房的科学管理
会声会影,本次学习班关注哺乳期乳房的科学管理
随着疾病发病率的增高,治疗手段不断的创新,外科已成为医学发展最迅速的学科之一。本月初,由广州市医师协会病专业医师分会主办,广州市妇女儿童医疗中心外科承办的“第五届哺乳期乳房理论与实践”学习班在市妇儿医
查看详情>>
宝宝回家后老睡不醒怎么办
宝宝回家后老睡不醒怎么办
主管护师,IBCLC(L-69767)外资医院护理培训主管,产科及新生儿科护理岗位近二十年。本文审稿:刘维民北京爱育华妇儿医院保健科主任婴幼儿神经康复、早产儿早期干预资深专家鲍秀兰团队核心成员、宝秀兰
查看详情>>
医院很重视心衰中心建设工作
医院很重视心衰中心建设工作
为进一步推动医院心衰中心建设工作,11月17日下午,长沙市第四医院心衰中心接受了中国心衰中心认证工作委员会的现场评审核查。核查会议在医院行政综合楼二楼会议室举行。检查组由南京医科大学第一附李新立教授担
查看详情>>
这也是邦耀生物科学家团队近一年来,单碱基基因技术
这也是邦耀生物科学家团队近一年来,单碱基基因技术
来自哈佛大学医学院及波士顿儿童医院Daniel Bauer教授实验室的曾静、华东师范大学吴宇轩研究员、波士顿儿童医院任春妍为共同第一。这也是邦耀生物科学家团队近一年来,继发表在《Nature Medi
查看详情>>
高阳妇幼,女性健康,关注自身健康,是子女的宫殿
高阳妇幼,女性健康,关注自身健康,是子女的宫殿
女强人,追求事业家庭型,相夫教子交际型,多才多艺文雅型,平淡幽静......对于女性的定位离不开生儿育女,相夫教子我们常说,新时代女性要有自己的风采不仅要有自己的思想,还要时刻保持童心女人是水也是花,
查看详情>>
真的可以让我们更年轻吗,真相来了
真的可以让我们更年轻吗,真相来了
近年来网络上流行一种说法:要想皮肤好,抗糖少不了。在很多爱美人士眼中,糖是皮肤的“头号”吃糖容易长斑、长痘,更会使皮肤松弛、下垂、长皱纹,所以想尽一切办法阻止糖分摄入, 就连主食和水果也不能吃,这就是
查看详情>>
宝宝手大部分时间是握拳状态,要重点注意
宝宝手大部分时间是握拳状态,要重点注意
刚出生的小宝宝总是握着小拳头,有的家长就会很担心—“宝宝老握着拳头不会有什么问题吧?”今天我们来聊聊宝宝可爱的“小拳拳”“小拳拳”成因握持反射宝宝刚出生时,大脑皮层发育还不成熟,神经对于手部肌肉的调节
查看详情>>
十三五期间,卫生健康系统持续推进法治建设
十三五期间,卫生健康系统持续推进法治建设
健康中国是座大厦,为了让大厦的根基更稳固、“装修”更暖人心、“水电气”等运转更通畅,既需要精细、科学的设计,也需要耐心、细致的维护,卫生健康法治建设在其中起到了不可或缺的作用。“十三五”期间,卫生健康
查看详情>>
全球首个在体CRISPR基因编辑完成患者给药
全球首个在体CRISPR基因编辑完成患者给药
2020年3月4日,艾尔建(Allergan)和Editas Medicine联合宣布:CRISPR疗法AGN-151587(EDIT-101)治疗先天性黑蒙症10型(LCA10)的I/II期临床试验
查看详情>>
30年来,肺癌发病率增长了465%,远离它,你必须了解这3点
30年来,肺癌发病率增长了465%,远离它,你必须了解这3点
过去30年来,肺癌发病率增长了465%,它已经取代肝癌成为我国发病率第一、死亡率第一的恶性肿瘤。数据显示,2015年中国肺癌患者73.3万,到2017年已经上升至80万,约占全球总数的40%。预计到2
查看详情>>
宝依特健康网(www.boitech.cn)| 手机版