Circulation丨楊輝/林漢斌/李國玲團(tuán)隊(duì)利用Cas13X.1介導(dǎo)的RNA堿基編輯器治療遺傳性肥厚型心肌病

肥厚型心肌病 (Hypertrophic cardiomyopathy，HCM) 是一種常染色體顯性遺傳的原發(fā)性心肌病，患病人數(shù)占總?cè)丝诘?.2%-0.5% (約1500萬至2000萬)。該病的發(fā)病原因是由編碼心肌肌節(jié)蛋白基因突變引起的，其中約20%的HCM患者體內(nèi)發(fā)現(xiàn)與MYH7基因相關(guān)的致病性變異。當(dāng)前HCM的臨床藥物治療主要致力于癥狀緩解，尚無法從根源上逆轉(zhuǎn)心肌重構(gòu)或延緩疾病進(jìn)程。存在基因組不穩(wěn)定等潛在風(fēng)險(xiǎn)且體積較大需依賴雙AAV遞送，而RNA編輯具有可逆性和編輯器尺寸較小的優(yōu)勢(shì)，因此可能是一種相對(duì)更安全的治療選擇。

近日，中科中山藥物創(chuàng)新研究院楊輝團(tuán)隊(duì)與林漢斌團(tuán)隊(duì)合作，在Circulation發(fā)表題為Cas13-Mediated RNA Base Editing for the Treatment of Hereditary Hypertrophic Cardiomyopathy的研究論文。研究團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了一種人源化HCM小鼠模型，并且利用前期開發(fā)的RNA堿基編輯器mxABE在小鼠模型中實(shí)現(xiàn)對(duì)突變RNA等位基因特異性糾正，顯著地改善了HCM心臟功能。

團(tuán)隊(duì)通過CRISPR-Cas9基因編輯技術(shù)，將小鼠Myh6外顯子13的部分序列替換為攜帶R403Q突變的人類MYH7外顯子13的相應(yīng)序列，成功構(gòu)建了攜帶人類MYH7 c.1208G>A (p.R403Q)致病突變的人源化Myh6hR403Q/+小鼠模型。該模型不僅與人類等位基因在DNA序列上呈現(xiàn)互補(bǔ)關(guān)系，還能夠模擬出與HCM患者相似的疾病表型。隨后，作者對(duì)構(gòu)建的HCM小鼠模型進(jìn)行評(píng)估，發(fā)現(xiàn)純合Myh6hR403Q/hR403Q小鼠在出生后第二周內(nèi)即出現(xiàn)死亡。到6月齡時(shí)，雜合Myh6hR403Q/+小鼠表現(xiàn)出顯著的心室肥厚、心肌細(xì)胞排列紊亂和纖維化。

為篩選針對(duì)MYH7 c.1208G>A突變最有效的gRNA，作者設(shè)計(jì)并篩選了20種gRNA。其中g(shù)RNA8實(shí)現(xiàn)了最大程度的A-to-I編輯效率，且對(duì)相鄰腺嘌呤的旁編輯效應(yīng)最小。隨后作者將攜帶gRNA8和cTnT心臟特異性啟動(dòng)子驅(qū)動(dòng)的mxABE包裝至AAV9，尾靜脈注射至2周齡Myh6hR403Q/+小鼠中。治療6個(gè)月后，mxABE在心臟組織中實(shí)現(xiàn)了高效的A-to-I編輯，并且AAV-mxABE治療能夠?qū)⑿∈蟮男呐K功能恢復(fù)至正常水平。Western blot和RT-qPCR也證實(shí)了在治療后HCM相關(guān)標(biāo)志物的表達(dá)受到抑制。RNA-seq分析表明，mxABE治療可逆轉(zhuǎn)Myh6hR403Q/+小鼠的轉(zhuǎn)錄組異常，尤其使與能量代謝、免疫應(yīng)答及心臟重構(gòu)相關(guān)的HCM相關(guān)基因表達(dá)恢復(fù)正常。此外，mxABE在體外及小鼠心臟組織中均未檢測(cè)到明顯的脫靶編輯，證實(shí)其具有高度的靶向精度。

綜上，本研究在體內(nèi)驗(yàn)證了RNA堿基編輯治療遺傳性肥厚型心肌病的可行性，為HCM的基因治療提供了概念驗(yàn)證。

本研究由上海藥物所/中科中山藥物創(chuàng)新研究院楊輝研究員、林漢斌研究員和李國玲博士擔(dān)任共同通訊作者。中科中山藥物創(chuàng)新研究院助理研究員胡群、科研助理崔浩東，福建醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院博士后林佳佳為共同第一作者。

原文鏈接：https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.125.076905

制版人：十一

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