Science子刊：堿基編輯，挽救致命心臟病并延長(zhǎng)壽命
擴(kuò)張型心肌病（DCM）是一種以心臟增大伴隨收縮功能障礙和心源性猝死為特征的嚴(yán)重心臟病，擴(kuò)張性心肌病是人類(lèi)心力衰竭常見(jiàn)的原因之一，患病率約為1/250。
RBM20基因突變，是心肌病的常見(jiàn)原因，占家族性擴(kuò)張型心肌病（DCM）患者的2-6%。在年輕時(shí)進(jìn)行心臟移植是目前少有有效的治療方法。而基于CRISPR的基因編輯療法，例如堿基編輯（Base Editing）和先導(dǎo)編輯（Prime Editing），能夠精確且長(zhǎng)久性修正基因突變，這為治愈這種家族性心肌病帶來(lái)可能，但仍需要改進(jìn)其編輯效率，并避免脫靶效應(yīng)。
近日，德州大學(xué)西南醫(yī)學(xué)中心的研究人員在 Science 子刊 Science Translational Medicine 發(fā)表了題為：Precise genomic editing of pathogenic mutations in RBM20 rescues dilated cardiomyopathy 的研究論文。
該研究在iPSC中驗(yàn)證了堿基編輯和先導(dǎo)編輯在修正RBM20基因突變的效果，并進(jìn)一步在RBM20基因突變的擴(kuò)張型心肌?。―CM）小鼠模型中證實(shí)了腺嘌呤堿基編輯器（ABE）能夠有效修正基因突變，恢復(fù)其心臟功能并延長(zhǎng)壽命。
首先，研究團(tuán)隊(duì)使用腺嘌呤堿基編輯器（ABE）對(duì)誘導(dǎo)多能干細(xì)胞（iPSC）中 RBM20 R634Q 突變的精確修正（A-to-G編輯效率高達(dá)92%）。雖然ABE對(duì) RBM20 R634Q 突變的編輯效率很高，但由于編輯窗口有限，某些位點(diǎn)附近缺少合適的PAM序列，因此無(wú)法修正所有的RBM20突變。因此，研究團(tuán)隊(duì)還使用先導(dǎo)編輯（PE）對(duì)iPSC中的 RBM20 R636S 突變進(jìn)行了精確修正（A-to-C編輯效率達(dá)40%）。
為了評(píng)估腺嘌呤堿基編輯器（ABE）用于體內(nèi)治療擴(kuò)張型心肌病（DCM）的潛力，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步構(gòu)建了 RBM20 R636Q 突變小鼠模型，由于人類(lèi)和小鼠的 RBM20 蛋白的氨基酸數(shù)量差異，RBM20 R636Q 突變小鼠模型與人類(lèi)的 RBM20 R634Q 突變相對(duì)應(yīng)，其能夠模擬人類(lèi)擴(kuò)張型心肌?。―CM）的表型。純合子（R636Q/R636Q）小鼠表現(xiàn)出嚴(yán)重的心臟功能障礙、心力衰竭和過(guò)早死亡。
研究團(tuán)隊(duì)使用腺相關(guān)病毒9型（AAV9）分別遞送基于SpCas9突變體SpCas9-VRQR的腺嘌呤堿基編輯器ABEmax-VRQR-SpCas9，以及靶向 RBM20 R636Q 突變位點(diǎn)的gRNA，通過(guò)超聲心動(dòng)圖評(píng)估顯示，治療后的小鼠恢復(fù)了心臟功能并延長(zhǎng)了壽命。
進(jìn)一步RNA轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析顯示，腺嘌呤堿基編輯器（ABE）挽救了純合子R636Q/R636Q小鼠的心臟轉(zhuǎn)錄譜，恢復(fù)了正?；虮磉_(dá)。這些發(fā)現(xiàn)證明了對(duì)突變基因的精確修正是治療基因突變導(dǎo)致的擴(kuò)張型心肌?。―CM）的有潛力的方法。
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