图片来自临床研究杂志，doi: 10.1172/jci92087
亨廷顿氏病(HD)是一种遗传性神经退行性疾病。破坏脑细胞中有问题的基因可以逆转亨廷顿舞蹈症的病理和运动症状。亨廷顿舞蹈症是由一种编码有毒蛋白质的基因引起的，这种蛋白质被称为突变亨廷顿蛋白(mHTT)。MHTT蛋白在脑细胞内形成聚集体，导致脑细胞死亡。它的症状通常出现在中年，包括不受控制的运动、平衡问题、情绪波动和认知能力下降。
在一项新的研究中，来自中国科学院埃默里大学医学院和暨南大学的研究人员利用病毒载体传递的CRISPR/Cas9，切除了9个月大的亨廷顿舞蹈症模型小鼠脑细胞中的部分mHTT基因。几周后，这些蛋白质聚集物在注射病毒载体的大脑中几乎消失。此外，这些小鼠的运动能力有所提高，但没有恢复到健康小鼠的水平。相关研究成果于2017年6月19日首次发表在《临床研究杂志》上，标题为“CRISPR/CAS9介导的基因编辑改善亨廷顿舞蹈症小鼠模型的神经毒性”。
论文作者、埃默里大学医学院人类遗传学知名教授李晓江博士表示，尽管仍需进行安全性和长期效果测试，但这些发现为治疗亨廷顿舞蹈症和其他遗传性神经退行性疾病开辟了新的途径。
虽然CRISPR/Cas9基因编辑的潜力已被广泛宣传，但它尚未用于治疗人类的任何神经退行性疾病。这是因为还有几个问题需要解决，比如有效地将DNA运送到脑细胞中，安全地调整脑细胞中的DNA等等。2012年，使用不同的基因编辑方法(锌指核酸酶)在亨廷顿舞蹈症模型小鼠中进行了类似的实验。
本研究中使用的亨廷顿舞蹈症模型小鼠具有人类mHTT基因，该基因用于替换其体内正常亨廷顿蛋白(NHTT)基因的拷贝。在大约9个月大时，可以在这些小鼠中观察到运动问题和mHTT蛋白聚集。
在设计基因编辑实验时，这些研究人员筛选出了靶向两个nHTT基因拷贝的指导RNA(gRNA)序列和靶向这个致病性mHTT基因拷贝的gRNA序列。与其他针对亨廷顿舞蹈症设计的基因编辑方法不同，这种“非等位基因特异性”的方法不需要根据患者的基因组进行定制。
这些研究人员此前证实，4个月大以上的小鼠不需要nHTT基因来保持健康，这表明采取旨在关闭成人体内这种基因的两个副本的治疗策略可能是安全的。
为了让CRISPR/Cas9进入脑细胞，这些研究人员利用了一种广泛使用的基于AAV的基因治疗载体。他们将携带CRISPR/Cas9的AAV病毒载体注射到9个月大的亨廷顿舞蹈症模型小鼠的纹状体中。纹状体是大脑中控制身体运动和运动功能的区域。
三周后，这导致纹状体中mHTT蛋白聚集“显著减少”。这项研究揭示，通过去除这种有毒蛋白质的遗传来源，脑细胞可以自我治愈。
与对照组亨廷顿舞蹈症模型小鼠相比，注射CRISPR/Cas9的小鼠在运动控制、平衡和握力方面有显著改善，但没有恢复到健康小鼠的水平。
在解决了基因安全性问题后，这些研究人员证实，在脑细胞中，CRISPR/Cas9触发的移码突变主要发生在mHTT基因中，而不是在其他潜在的脱靶基因中。
李说，然而，将AAV注射到大脑中表达CRISPR/Cas9的长期效果和安全性仍需要严格测试，然后才能将这种方法应用于患者。
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