医学应用

年7月24日，RonaldD.Cohn课题组在《Nature》发表了题为“Amutation-independentapproachformusculardystrophyviaupregulationofamodifiergene”的文章，一种通过上调修饰基因来治疗肌营养不良的非突变方法

通讯作者

RonaldD.Cohn是医院的院长兼首席执行官，临床与代谢遗传学系主任、遗传医学中心联席主任和SickKids研究所高级科学家。

研究领域：临床与代谢遗传学。

研究亮点：研究使用CRISPR-dCas9技术，通过AAV9型病毒载体递送，激活LAMA1基因，从而上调了Lama1蛋白的表达，能够预防肌肉消耗和麻痹症状，而且该方法能够帮助已经出现肌营养不良症状的小鼠恢复部分肌肉功能。

神经肌肉疾病通常是由结构复杂的大基因异质突变引起的。靶向代偿性修饰基因可能有助于改善疾病表型。本文报道了一种在小鼠中利用CRISPR激活系统上调与1A型先天性肌营养不良(MDC1A)相关的疾病修饰基因表达的非突变策略。MDC1A是由LAMA2突变引起,形成非功能性laminin-α2,导致肌肉纤维的稳定性退化和周围神经的髓鞘形成。转基因Lama1的过度表达,导致其形成结构相似的laminin-α1蛋白质,能够在MDC1A小鼠模型中改善肌肉不良症和瘫痪,证明了其作为疾病补充修饰基因的重要性。

然而，由于Lama1的体积较大，其后生上调受到阻碍，超过了与基因治疗临床相关的载体的包装容量。研究使用腺相关病毒(AAV9)来调节Lama1在MDC1A模型中dy2j/dy2j小鼠中的表达，该病毒携带一个催化活性不高的Cas9(dCas9)、VP64反激活因子和针对Lama1启动子的单导RNA。在治疗前驱症状小鼠时，Lama1在骨骼肌和周围神经中上调，从而防止了肌肉纤维化和瘫痪。

然而，对于许多疾病来说，研究症状的治疗窗口和可逆性是很重要的。在肌营养不良中，骨骼肌的纤维化变化通常假定是不可逆转的。然而，研究发现，在有症状的dy2j/dy2j小鼠中，当治疗开始时，伴有明显的后肢麻痹和肌肉纤维化，营养不良特征和疾病进展得到改善和逆转。总的来说，研究数据证明了CRISPR–dCas9介导的Lama1上调的可行性和治疗效果，这可能使所有MDC1A患者都能进行非突变治疗。该方法对多种疾病修饰基因具有广泛的适用性，可作为许多遗传性和获得性疾病的治疗策略。

Fig.1:SadCas9–2×VP64-mediatedupregulationofLama1invitro.Fig.2:UpregulationofLama1intibialisanteriormusclesofdy2j/dy2jmiceimprovesmusclefibrosis.Fig.3:UpregulationofLama1inolderdy2j/dy2jmicehaltsdiseaseprogression.

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