Rett综合征小鼠模型的遗传编辑里程碑
可以通过重写RNA携带的遗传指令,在小鼠的大脑中纠正引起严重的终生神经系统疾病Rett综合征的基因组错误。
这项新研究于7月14日发表在《细胞报告》杂志上,该研究表明RNA编辑可以修复小鼠模型中Rett综合征的根本原因。该技术重新编码了足够的RNA,以在Rett小鼠的三种不同类型的神经元中恢复一半的正常蛋白质。
该结果代表了使用RNA编辑治疗瑞特综合症(Rett Syndrome)的有希望的早期步骤,瑞特综合症(Rett Syndrome)影响全球约350,000个个体。波特兰俄勒冈健康与科学大学(OHSU)Vollum研究所的盖尔·曼德尔(Gail Mandel)神经科学实验室的作者警告说,然而,为将潜在的治疗方法推广到临床,还有很多工作要做。
主要作者约翰·辛纳蒙说:“这是原理的证明”,该技术在大脑中起作用。
被诊断患有雷特综合症的人的MECP2基因突变。该基因产生的蛋白质在脑细胞中含量丰富,并控制许多其他基因的活性。
疾病症状通常出现在12到18个月大之间,可能包括语言失调和故意使用手,呼吸系统问题,运动不足,癫痫发作以及胃肠道和骨科问题。目前尚无治愈方法,但是对小鼠的研究表明,恢复健康的MeCP2蛋白功能可以显着逆转这种状况。
在患有瑞特氏综合症的人中发现了MECP2基因的数百种不同突变。它制造的蛋白质的说明以四个基因组“字母”(A,C,G和T)的独特组合编码。细胞将DNA编码转录为RNA,然后转录为蛋白质。
在这项新研究中使用的策略背后的想法是,通过修复或“编辑” RNA中的遗传错误来产生健康的MeCP2蛋白。
该团队使用了人类MECP2突变的小鼠模型,其中单个字母错误,A应该是G。他们通过设计指导来识别突变部分并将A改回正常G来适应RNA编辑技术。
2017年,Sinnamon,Mandel及其同事报告了他们在RNA方法上的首次成功,该方法有效地修复了实验皿中正在发育的神经元中的Rett小鼠突变体RNA。在新的研究中,研究小组扩大了这些结果。他们问了三个问题:是否有可能在成年小鼠体内几种不同类型的神经元中编辑MeCP2 RNA?如果是这样,可以编辑哪些类型的神经元?编辑是否恢复MeCP2蛋白功能?
为了解决这些问题,研究人员将小鼠Mecp2 RNA向导和人类编辑酶(“编辑酶”)包装在病毒载体中,并将其直接引入海马体,海马体是一种经过充分研究的与学习和记忆有关的大脑结构。
注入的编辑酶修复了位于海马不同区域的三种神经元中每种类型的突变MeCP2基因产生的RNA的大约一半,重要的是,MeCP2蛋白功能在神经元中得到了同样的修复。
资深作者曼德尔说:“令人鼓舞的是,这种RNA编辑方法在大脑中不同类型的神经元中似乎有效。”他的实验室开创了Rett综合征中RNA编辑概念的先驱。研究人员认为,如果可以在整个大脑中分散地传播载体,那么整个大脑的修复率应该是可以达到的。