圖片來自臨床研究雜志，doi: 10.1172/jci92087

亨廷頓氏病(HD)是一種遺傳性神經退行性疾病。破壞腦細胞中有問題的基因可以逆轉亨廷頓舞蹈癥的病理和運動癥狀。亨廷頓舞蹈癥是由一種編碼有毒蛋白質的基因引起的，這種蛋白質被稱為突變亨廷頓蛋白(mHTT)。MHTT蛋白在腦細胞內形成聚集體，導致腦細胞死亡。它的癥狀通常出現在中年，包括不受控制的運動、平衡問題、情緒波動和認知能力下降。

在一項新的研究中，來自中國科學院埃默里大學醫學院和暨南大學的研究人員利用病毒載體傳遞的CRISPR/Cas9，切除了9個月大的亨廷頓舞蹈癥模型小鼠腦細胞中的部分mHTT基因。幾周后，這些蛋白質聚集物在注射病毒載體的大腦中幾乎消失。此外，這些小鼠的運動能力有所提高，但沒有恢復到健康小鼠的水平。相關研究成果于2017年6月19日首次發表在《臨床研究雜志》上，標題為“CRISPR/CAS9介導的基因編輯改善亨廷頓舞蹈癥小鼠模型的神經毒性”。

論文作者、埃默里大學醫學院人類遺傳學知名教授李曉江博士表示，盡管仍需進行安全性和長期效果測試，但這些發現為治療亨廷頓舞蹈癥和其他遺傳性神經退行性疾病開辟了新的途徑。

雖然CRISPR/Cas9基因編輯的潛力已被廣泛宣傳，但它尚未用于治療人類的任何神經退行性疾病。這是因為還有幾個問題需要解決，比如有效地將DNA運送到腦細胞中，安全地調整腦細胞中的DNA等等。2012年，使用不同的基因編輯方法(鋅指核酸酶)在亨廷頓舞蹈癥模型小鼠中進行了類似的實驗。

本研究中使用的亨廷頓舞蹈癥模型小鼠具有人類mHTT基因，該基因用于替換其體內正常亨廷頓蛋白(NHTT)基因的拷貝。在大約9個月大時，可以在這些小鼠中觀察到運動問題和mHTT蛋白聚集。

在設計基因編輯實驗時，這些研究人員篩選出了靶向兩個nHTT基因拷貝的指導RNA(gRNA)序列和靶向這個致病性mHTT基因拷貝的gRNA序列。與其他針對亨廷頓舞蹈癥設計的基因編輯方法不同，這種“非等位基因特異性”的方法不需要根據患者的基因組進行定制。

這些研究人員此前證實，4個月大以上的小鼠不需要nHTT基因來保持健康，這表明采取旨在關閉成人體內這種基因的兩個副本的治療策略可能是安全的。

為了讓CRISPR/Cas9進入腦細胞，這些研究人員利用了一種廣泛使用的基于AAV的基因治療載體。他們將攜帶CRISPR/Cas9的AAV病毒載體注射到9個月大的亨廷頓舞蹈癥模型小鼠的紋狀體中。紋狀體是大腦中控制身體運動和運動功能的區域。

三周后，這導致紋狀體中mHTT蛋白聚集“顯著減少”。這項研究揭示，通過去除這種有毒蛋白質的遺傳來源，腦細胞可以自我治愈。

與對照組亨廷頓舞蹈癥模型小鼠相比，注射CRISPR/Cas9的小鼠在運動控制、平衡和握力方面有顯著改善，但沒有恢復到健康小鼠的水平。

在解決了基因安全性問題后，這些研究人員證實，在腦細胞中，CRISPR/Cas9觸發的移碼突變主要發生在mHTT基因中，而不是在其他潛在的脫靶基因中。

李說，然而，將AAV注射到大腦中表達CRISPR/Cas9的長期效果和安全性仍需要嚴格測試，然后才能將這種方法應用于患者。

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