研究发现小鼠自带先天性基因疗法 可避免基因突变

研究发现小鼠自带先天性基因疗法可避免基因突变在成为成熟的信使核糖核酸（mRNA）之前，前mRNA会在细胞核内被修改。内含子（RNA的非编码部分）被去除，外显子（RNA的编码部分）被拼接在一起，形成成熟的mRNA。然后，成熟的mRNA被输出到细胞质中，细胞的核糖体"机器"在那里将遗传信息解码成细胞过程所需的蛋白质。但是，RNA也可以通过非编码RNA来调节基因活动，因为非编码RNA的基因序列并不用于生成蛋白质。4.5SH就是这样一种非编码RNA，它只存在于小鼠和大鼠等小型啮齿动物体内。4.5SH基因形成了一个大型的串联重复序列集群，即在一个基因中多次重复的DNA短序列，每个细胞中的分子数超过10,000个。由日本北海道大学研究人员领导的一项新研究发现，4.5SHRNA的作用是规避小鼠DNA在mRNA成熟过程中发生的突变。该研究的通讯作者之一中川伸一说："4.5SHRNA于20世纪70年代被发现，尽管它在许多类型的组织中大量存在，但其功能40多年来一直是个谜。"研究人员发现，敲除小鼠的4.5SH基因是致命的，会导致小鼠在胚胎阶段死亡，这表明4.5SHRNA是小鼠体内一种重要的非编码RNA。中川说："众所周知，小鼠基因组中编码重要蛋白质的基因有许多致命突变。"4.5SHRNA具有大量清除这些突变的能力--本质上，它是一种天然的基因疗法，可以防止突变"。RNA测序显示，4.5SHRNA能保护转录组（所有RNA转录本的集合，包括编码和非编码）免受异常外显子的影响，否则这些异常外显子会引入过早的终止密码子，即终止蛋白质翻译过程的信号，或者移帧突变，即改变序列读取方式的插入或缺失。通过分析4.5SHRNA的分子结构，研究人员发现它由两部分组成：一个是能识别异常外显子的传感器模块，另一个是能与异常外显子碱基配对的效应模块，以防止它们通过一种叫做替代剪接的过程并入mRNA中。在替代剪接过程中，一个突变的外显子会在剪接过程中被跳过，从而产生一种功能相似的新蛋白质（称为异构体），而不会丢失原有的蛋白质。中川说："据我们所知，这是第一个自然产生的RNA能够以明确的开/关方式调节替代剪接的例子。我们的研究还表明，这种非编码RNA中的很大一部分可能参与控制替代剪接。"4.5SHRNA可作为小鼠的天然基因治疗剂，防止RNA变异（左）。通过对4.5SHRNA进行工程设计，有可能将其用于治疗人类遗传疾病（右）中川真一/北海道大学通过了解4.5SHRNA的模块化结构，研究人员设计出了一种可编程剪接调节器（嵌合RNA），以诱导跳过感兴趣的目标外显子。他们设计的嵌合RNA可以成为基因工程的有用工具。中川说："我们的发现表明，通过修改4.5SHRNA的传感器模块，有可能开发出只识别特定基因突变的新型基因治疗药物，这样我们就有可能阻止与疾病相关的有毒区域表达。"这项研究发表在《分子细胞》（MolecularCell）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404415.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404415.htm

基因疗法可在患者先天性失明数十年后恢复其夜视能力

基因疗法可在患者先天性失明数十年后恢复其夜视能力该研究结果发表在《iScience》杂志上。研究人员按照临床试验方案，将含有健康形式基因DNA的AAV基因疗法注入每个患者的一只眼睛的视网膜。每位患者在治疗后的几天内，接受治疗的眼睛的杆状感光细胞介导的视觉功能都有明显的提高。人眼在弱光下的视觉能力大部分来自于杆状细胞，它们对光线非常敏感。研究主要作者、宾夕法尼亚大学眼科教授塞缪尔-雅各布森博士说："这些令人兴奋的结果表明，在某些LCA病例中，光传导的基本分子机制在很大程度上保持完整，因此，即使在失明几十年后，也可以进行基因治疗。"每4万名新生儿中就有一名患有LCA，这是最常见的先天性失明状况之一。虽然视力丧失的程度可能因不同的LCA患者而异，但所有这类人从出生后的头几个月开始都会出现大量的视觉障碍。有二十多个基因的功能失调可导致LCA。高达20%的LCA病例是由GUCY2D基因突变引起的，GUCY2D基因编码的是视网膜光感受器细胞中"光传导级联"所需的一种关键蛋白，该过程将光转化为神经元信号。先前的成像研究表明，这种形式的LCA患者往往有相对保留的光感受器细胞，特别是在杆状物丰富的区域，暗示如果存在功能性的GUCY2D，基于杆状物的光传导可以重新发挥作用。去年报告的低剂量基因疗法的早期结果与这一想法一致。研究人员在两名患者身上使用了较高剂量的基因疗法，一名19岁的男子和一名32岁的妇女，他们有特别严重的基于杆状的视觉障碍。在白天，这些病人有一些视觉功能，尽管大大受损，但在晚上，他们实际上是失明的，对光的敏感度比正常人要低1万到10万倍。研究人员只对每位患者的一只眼睛进行了治疗，因此接受治疗的眼睛可以与未接受治疗的眼睛进行比较，以衡量治疗效果。视网膜手术是由托马斯·杰斐逊大学和威尔斯眼科医院的眼科教授AllenC.Ho博士进行的。测试显示，在这两名患者中，接受治疗的眼睛在弱光条件下对光线的敏感度提高了数千倍，大大纠正了原来的视觉缺陷。研究人员总共使用了9种互补的方法来测量患者的光敏感度和功能性视力。这些方法包括在弱光条件下对房间导航技能的测试和对光的不自主瞳孔反应的测试。测试结果一致显示，基于杆状感光细胞的弱光视力有了很大的改善，而且患者还注意到他们在日常生活中的功能改善，例如"现在可以在黑暗中辨认物体和人"。同样引人注目的是治疗后的快速改善。研究的共同作者、宾夕法尼亚大学眼科研究教授ArturV.Cideciyan博士说："在8天内，这两名患者已经显示出可测量的疗效。"对研究人员来说，这些结果证实了GUCY2D基因疗法能恢复基于杆状体的光感受器功能，并表明GUCY2D-LCA患者的基于杆状体的功能障碍更严重，可能会从该疗法中获益最多。实际的信息是，在筛选LCA候选人和在整个治疗试验中监测他们时，应该强调杆状感光细胞视觉的测量。研究人员说，这些发现还强调了一个显著的事实，即在一些严重的先天性视力丧失的患者中，介导视觉的视网膜细胞网络在很大程度上仍然是活的和完整的，只需要重新提供一种缺失的蛋白质就可以重新开始工作，或多或少是立即开始。了解更多：https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(22)01546-2...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332287.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332287.htm