脊髓性肌萎縮症（SMA）是一種毀滅性的常染色體隱性運動神經元疾病。如果不採取干預措施，I型SMA更為嚴重的嬰兒將在2歲之前死亡。Spinraza和Zolgensma獲得了FDA批准作為兒科患者的SMA治療藥物。然而，作為一種基於反義寡核苷酸（ASO）的治療方法，Spinraza需要四次加藥劑量，隨後每年需要三劑維持劑量。在該過程中，將對患者進行鞘內注射。Zolgensma是用於SMA的單劑量基因替代療法，但不幸的是，在維持高水平，穩定水平的基因表達方面並不可靠。這些問題限制了兩種已批准的SMA藥物的治療效果。
2020年3月24日，福建醫科大學陳萬金，中科院上海神經研究所楊輝及中國農科院農業基因組研究所左二偉共同通訊在Cell Research 在線發表題為「Base editing-mediated splicing correction therapy for spinal muscular atrophy」的研究論文，該研究使用鹼基編輯成功地對SMN2外顯子7的ESS-A和ESS-B進行了剪接校正，從而實現了有效且同義的A36G過渡。通過體外凋亡試驗初步驗證了由A36G和A38G同步轉變誘導的SMN蛋白的生物學功能。該研究闡明了通過鹼基編輯介導的剪接校正來治療SMA患者的新治療策略。
另外，2020年3月18日，上海科技大學黃鵬羽與中科院上海神經研究所楊輝共同通訊在Protein & Cell 在線發表題為「Modulation of metabolic functions through Cas13d-mediated gene knockdown in liver」的研究論文，該研究探索了Cas13d家族蛋白CasRx敲低目的基因的最佳sgRNA組合，通過尾靜脈注射質粒的方式，將CasRx系統和靶向Pten基因的sgRNA導入到小鼠肝臟細胞中，成功在小鼠肝臟中實現了Pten的高效沉默，證實了CasRx系統在成體動物體內也具有靶向沉默RNA的活性，通過增強下游蛋白AKT的磷酸化，影響了糖脂代謝相關基因的表達。同時，利用AAV遞送CasRx和靶向Pscsk9的sgRNA到小鼠肝臟，有效降低了肝臟中PCSK9的蛋白表達，以及小鼠血液中的膽固醇水平。這為治療後天性的代謝疾病提供了新方案。
2020年3月4日，中科院上海神經研究所楊輝，Zhou Haibo及上海交通大學孫曉東共同通訊在National Science Review 在線發表題為「CasRx-mediated RNA targeting prevents choroidal neovascularization in a mouse model of age-related macular degeneration 」的文章，該研究結果表明，AAV介導的CasRx傳遞可以有效敲低Vegfa mRNA，並抑制AMD小鼠模型中的致病性CNV發育，支持RNA靶向CRISPR系統可用於治療目的的觀點。小尺寸的CasRx適合在單個AAV載體中與多個gRNA一起包裝，以進行體內遞送。值得注意的是，通過單次注射，AAV提供的CasRx可能在長達2年的時間內對蛋白質表達產生持續的糾正作用。由於存在大量轉錄本，其中許多轉錄本可以維持正常功能，因此與mRNA編輯有關的風險可能低於DNA編輯的風險。因此，CasRx敲除方法可以補充現有的治療策略，例如單克隆抗體，反義寡核苷酸和DNA核酸酶編輯。將來，有希望檢查CasRx是否可用於抑制最近出現的致命RNA病毒（如SARS COV-2，伊波拉，MERS和Zika）的繁殖。
脊髓性肌萎縮症（SMA）是一種毀滅性的常染色體隱性運動神經元疾病。如果不採取干預措施，I型SMA更為嚴重的嬰兒將在2歲之前死亡。Spinraza和Zolgensma獲得了FDA批准作為兒科患者的SMA治療藥物。然而，作為一種基於反義寡核苷酸（ASO）的治療方法，Spinraza需要四次加藥劑量，隨後每年需要三劑維持劑量。在該過程中，將對患者進行鞘內注射。Zolgensma是用於SMA的單劑量基因替代療法，但不幸的是，在維持高水平，穩定水平的基因表達方面並不可靠。這些問題限制了兩種已批准的SMA藥物的治療效果。
鹼基編輯介導的外顯子拼接可拯救SMA
從基因上講，在98％以上的患者中，SMA是由生存運動神經元基因1（SMN1）的純合缺失引起的，導致功能性全長SMN（SMN-FL）蛋白缺乏。SMN2是人類SMN1同源基因，在其第7外顯子的6位（C6T）處具有平移的C到T轉換，將外顯子剪接增強子（ESE）轉換為外顯子剪接沉默子（ESS），因此95％的SMN2轉錄產物產生截短的，無功能的SMN2-Δ7蛋白。基因組編輯已經擴展了我們直接糾正受影響細胞/組織中的基因突變以治療疾病的能力，因此，非常需要用於SMA治療的優化基因組編輯策略。
鹼基編輯介導的外顯子拼接可拯救SMA
鑒於非同源末端連接修復可能產生隨機序列，以及CRISPR / Cas9同源性指導的修復途徑介導的低編輯效率，研究人員選擇使用鹼基編輯器，它可以精確的進行編輯。研究人員首先設計了三個金黃色葡萄球菌Cas9切口酶KKH變體的單嚮導RNA（sgRNA）（sgRNA 1-3），以SMN2外顯子7基因座的ESS-A或ESS-B為目標。研究人員測試了這些sgRNA在具有三個SMN2拷貝的SMA患者衍生的誘導多能幹細胞（iPSCs）系中恢復SMN-FL表達的能力。
鹼基編輯介導的外顯子拼接可拯救SMA
該研究使用鹼基編輯成功地對SMN2外顯子7的ESS-A和ESS-B進行了剪接校正，從而實現了有效且同義的A36G過渡。通過體外凋亡試驗初步驗證了由A36G和A38G同步轉變誘導的SMN蛋白的生物學功能。然而，體內作用仍需進一步驗證。
在進行任何可行的基因治療試驗之前，應先部署有效且安全的系統，使其能夠在體內遞送鹼基編輯器（例如，腺相關病毒（AAV）或非病毒載體）。該研究闡明了通過鹼基編輯介導的剪接校正來治療SMA患者的新治療策略。
參考消息：
https://www.nature.com/articles/s41422-020-0304-y
https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwaa033/5775464?searchresult=1
文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/4UIbEnEBnkjnB-0z2xV4.html