科学家们成功地在活的动物体内编辑了RNA,然后修复后的RNA纠正了一种蛋白质的突变,这种蛋白质会导致人们患上一种被称为雷特综合症(Rett syndrome)的神经系统疾病。
俄勒冈健康与科学大学(Oregon Health & Science University)的研究人员在7月14日将他们的研究进展发表在《细胞报告》(Cell Reports)杂志上。
俄勒冈健康与科学大学 Vollum研究所的资深科学家、资深作者Gail Mandel博士表示,“这是使用可编程RNA编辑来修复神经疾病小鼠模型中的基因的一个例子,为我们提供了一种具有一定吸引力的方法。”
雷特综合征是一种神经衰弱性疾病,是由编码MeCP2蛋白的基因突变引起的。这种疾病几乎只发生在女孩身上,由于它位于X染色体上,估计每1万名活产婴儿中就有1人罹患此病。
图解摘要
在博士后John Sinnamon博士的带领下,Mandel和他的合作者一直致力于在RNA水平上修复突变的MeCP2蛋白,即核糖核酸,核糖核酸充当信使,携带DNA指令来控制蛋白质的合成。
其他科学家已经使用可编程RNA编辑修复技术,来治疗基因工程小鼠的肌营养不良,甚至听力丧失。
然而,这是证明该技术在神经紊乱方面有希望,这种神经紊乱的根源是大脑中数千种不同细胞类型的基因突变。神经系统对这项技术提出的挑战比其他器官(如肌肉或肝脏)的疾病更大,因为这些器官的细胞异质性要小得多。
这项新的研究针对并修复了多种细胞类型的MeCP2蛋白,这在科学上尚属首次。Mandel表示,“我们在三个不同的神经元群中修复了MeCP2蛋白,所以,如果我们能广泛传播编辑成分,它可能会在整个大脑中工作。”
该研究的结果显示了50%编辑的一致性,并且MeCP2蛋白和异染色质在几个海马神经元亚型中具有可比的相关性。这一结果表明,通过外周注射,整个大脑中的神经元群应该具有相似的修复率。通过外周注射,全面的行为测试结合MeCP2蛋白功能和基因表达的定量测量是可能的,并且需要在雄性和雌性Rett综合征小鼠模型中进行。在小鼠中,每个细胞需要多少修复的MeCP2,以及需要修复多少神经元和胶质细胞来逆转Rett综合征表型尚不清楚。
雄鼠海马体注射Mecp2后Mecp2 RNA的高效编辑
先前由爱丁堡大学艾德里安·伯德(Adrian Bird)博士领导的具有里程碑意义的研究表明,在老鼠身上逆转类似雷特的症状是可能的,这表明在人身上也有可能。
虽然俄勒冈健康与科学大学的研究表明RNA修复有希望作为概念的证明,Mandel强调需要做更多的研究来测试它是否逆转小鼠类雷特行为,并提高修复的效率和特异性。
参考:
【1】<https://medicalxpress.com/news/2020-07-rna-reversing-mutations-underlying-neurological.html>
【2】<https://www.cell.com/cell-reports/pdf/S2211-1247(20)30859-7.pdf?_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS2211124720308597%3Fshowall%3Dtrue>
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