灵长类和人类视网膜中的高效碱基编辑

高精度碱基编辑技术在灵长类和人类视网膜中的应用 研究背景 Stargardt病是一种目前无法治愈的遗传性神经退行性疾病,主要由于ABCA4基因的功能缺失突变导致黄斑变性和失明。ABCA4基因编码的蛋白是一种膜脂翻转酶,位于光感受器和视网膜色素上皮细胞(RPE细胞)中,负责防止有毒视黄醛在视网膜中的积累。Stargardt病最常见的突变是ABCA4基因中的c.5882G>A(p.Gly1961Glu)点突变,该突变导致蛋白质功能丧失,从而引发疾病。 尽管已有一些关于碱基编辑在细胞系和小鼠模型中的研究,但在人类和非人灵长类(NHPs)的神经组织中实现高效基因编辑仍是一个挑战。本研究旨在开发一种基于腺相关病毒(AAV)的腺嘌呤碱基编辑策略,以纠正ABCA4基因中的c.5882G>A突变,并在人类和...

通过暂时抑制必需基因在体内扩展基因靶向肝细胞

基因治疗新突破:Repair Drive技术实现肝细胞体内扩增 学术背景 基因治疗是近年来医学研究的热点领域,尤其是针对肝脏疾病的基因治疗,由于肝脏在代谢中的核心作用,成为了研究的重要目标。尽管已有的基因编辑技术如CRISPR-Cas9在基因敲除方面取得了显著进展,但大多数肝脏疾病需要的是基因修复(correction)而非敲除(disruption)。然而,基因修复的效率和精确性在终末分化的肝脏细胞中非常有限,这严重限制了其临床应用。为了解决这一问题,研究团队开发了一种名为Repair Drive的新技术,旨在通过短暂抑制一个必需基因(essential gene),选择性地扩增经过同源定向修复(HDR, Homology-Directed Repair)的肝细胞,从而提高基因修复的效率。...

纤毛病理学:广泛纤毛网络解离导致蛋白质稳态和细胞命运转换引发严重原发性纤毛运动障碍

关于纤毛疾病的研究:CCDC39/CCDC40异二聚体在原发性纤毛运动障碍中的作用 学术背景 原发性纤毛运动障碍(Primary Ciliary Dyskinesia, PCD)是一种罕见的单基因遗传病,主要表现为慢性呼吸道感染、不育和器官偏侧缺陷。尽管已有超过50个与PCD相关的基因被鉴定出来,但CCDC39(卷曲螺旋结构域蛋白39)和CCDC40基因的变异尤其会导致严重的疾病表现,而这些表现仅靠纤毛运动功能丧失无法完全解释。本研究旨在探讨CCDC39和CCDC40基因变异对细胞功能的更广泛影响,特别是它们在纤毛组装和稳定性中的作用,以及这些变异如何导致严重的PCD症状。 论文来源 本研究由Steven L. Brody、Jiehong Pan等研究人员共同完成,研究团队来自Washing...

基于患者来源类器官的快速可扩展个性化ASO筛选

基于患者来源类器官建立个性化反义寡核苷酸(ASO)筛选平台 学术背景 近年来,随着基因组测序技术的快速发展,越来越多的罕见遗传病被发现与特定的基因突变相关。反义寡核苷酸(Antisense Oligonucleotides, ASOs)作为一种能够靶向特定RNA序列的治疗手段,已经在多种遗传病的治疗中展现出潜力。ASOs通过结合目标mRNA,调节RNA的加工过程或影响蛋白质的表达水平,从而纠正由基因突变引起的病理表型。然而,尽管ASOs在实验室和临床中取得了显著成果,其个性化设计和临床前评估仍然面临时间和成本上的巨大挑战。特别是对于罕见病患者,开发针对其特定基因突变的ASOs需要高效的模型系统来验证其疗效。 为了解决这一问题,研究人员开发了一种基于患者来源类器官(organoids)的快速、...

NRG1 III型在脊髓运动神经元中持续性过表达对SOD1 G93A小鼠的ALS病理无治疗作用

持续性NRG1 III型在SOD1G93A小鼠中过表达对ALS相关病理的影响 背景与研究动机 肌萎缩性侧索硬化症(Amyotrophic Lateral Sclerosis, ALS)是一种影响上运动神经元和下运动神经元的毁灭性神经退行性疾病,导致逐步的肌肉麻痹和最终的死亡。当前没有能够显著延缓或阻止ALS病程的有效治疗方法。尽管多个ALS小鼠模型(如携带突变SOD1基因的小鼠)在药物研发中发挥了重要作用,但其在临床试验中的转化效果有限。ALS的复杂发病机制是导致这一问题的主要原因。 作为一种表皮生长因子样的生长因子,Neuregulin-1(NRG1)具有多效性调节功能,并在神经系统中发挥重要作用,如髓鞘形成和突触发生等。尽管病毒介导的NRG1 III型基因治疗在某些ALS小鼠模型中展现出...

反义寡核苷酸在仿人模型中增强SLC20A2表达并抑制脑钙化

反义寡核苷酸在仿人模型中增强SLC20A2表达并抑制脑钙化

反义寡核苷酸增强SLC20A2表达并抑制人源化小鼠模型中的脑钙化 背景与研究问题 原发性家族性脑钙化(Primary Familial Brain Calcification,PFBC)是一种与衰老相关的神经遗传性疾病,其特征是在基底神经节、丘脑、小脑等脑部区域出现双侧钙化沉积。PFBC患者常表现为头痛、帕金森样运动障碍、认知下降、焦虑和抑郁等多样症状。目前,对PFBC的临床管理仅依赖于对症治疗,尚无能有效抑制脑钙化进程的治疗方法。 已知PFBC的遗传学基础包括SLC20A2、PDGFRB、PDGFB等基因的突变,其中约61%的PFBC病例归因于SLC20A2基因的杂合性突变。然而,关于SLC20A2的突变如何导致脑钙化,其病理机制尚不完全清楚。本文的作者团队发现了SLC20A2基因的新型深...

基因治疗在局灶性皮质发育不良中的应用

新基因治疗方案或可控制局灶性皮质发育不良引起的癫痫发作 局灶性皮质发育不良(Focal Cortical Dysplasia,FCD)是一类由皮质发育异常引起的病症,常常伴随着药物抗性癫痫及认知和行为障碍。根据国际抗癫痫联盟(ILAE)2022年由Najm等人提议的分类标准,FCD可进一步分为孤立型(FCD I和II型)以及与主要病变相关的FCD III型。其中,FCD II型主要由体细胞突变引起,导致皮质分层失调和畸形神经元,而这些异常神经元会被整合到促癫痫脑回路中。最近,英国伦敦大学学院的Queens Square Institute of Neurology的Barbanoj等人通过实验发现了一种能够有效减少FCD II癫痫活动的基因治疗方法,这一发现为FCD相关癫痫的预防带来了新的希...

AAV介导的曲妥珠单抗中枢神经系统递送用于EGFR2阳性脑转移瘤

AAV介导的曲妥珠单抗中枢神经系统递送用于EGFR2阳性脑转移瘤 背景介绍 在乳腺癌治疗中,人表皮生长因子受体2(HER2)+ 的肿瘤表现出更为侵略性的特征,这给临床治疗带来了显著挑战。自1998年曲妥珠单抗(Trastuzumab,商品名赫赛汀®)获得批准以来,该药已显著改善HER2+ 乳腺癌患者的整体生存率。然而,对于发展为中枢神经系统(CNS) 的HER2+脑转移病例,由于存在脑血屏障及其他因素的影响,曲妥珠单抗在脑脊液中的半衰期较短(2-4天),传统的系统性抗HER2抗体治疗效果有限。因此,有必要寻求新的治疗途径来靶向HER2+ CNS疾病。 研究来源 本文的研究由Marcela S. Werner、Shweta Aras、Ashleigh R. Morgan等来自宾夕法尼亚大学佩雷...