研究人员利用患者的细胞测试罕见眼病的基因疗法

美国国家眼科研究所(NEI)的科学家们开发了一种很有前景的基因治疗策略，用于治疗一种导致儿童严重视力丧失的罕见疾病。作为一种莱伯氏先天性黑朦，该疾病是由CRX基因的常染色体显性突变引起的，用基因疗法治疗具有挑战性。科学家们使用实验室制造的视网膜组织(称为视网膜类器官)来测试他们的方法。这种方法包括在其原生控制机制下添加正常基因的副本，部分恢复了CRX的功能。研究报告今天发表在干细胞报告．NEI是美国国立卫生研究院的一部分。

NEI神经生物学、神经退行性疾病和修复实验室主任、该报告的资深作者Anand Swaroop博士说:“我们的治疗方法增加了更多正常基因的拷贝，有可能治疗由各种突变引起的常染色体显性LCA。”

美国食品和药物管理局(fda)于2017年批准Luxturna用于治疗RPE65基因突变的LCA患者。虽然Luxturna被誉为基因治疗的重大进步，但它对其他形式的LCA无效，包括那些由CRX中常染色体显性突变引起的LCA。

CRX基因编码一种蛋白质(也称为CRX)，这种蛋白质与DNA结合，并指示视网膜的感光细胞产生称为视蛋白的光敏色素。如果没有功能性CRX蛋白，光感受器就会失去探测光线的能力，最终死亡。

像常染色体显性LCA这样的疾病很难用基因疗法治疗，因为添加更多的正常基因并不总是能恢复功能。患有常染色体显性突变的人仍然有一个正常的基因副本，但蛋白质的突变版本会干扰正常蛋白质。有时，仅仅是增加正常蛋白质，而不是恢复正常功能，会以不可预知的方式加剧疾病。

为了探索基因扩增(添加正常基因的拷贝)如何影响常染色体显性LCA, Swaroop的团队从两名患有LCA的志愿者和他们未受影响的家庭成员身上开发了视网膜类器官。在Swaroop实验室博士后Kamil Kruczek博士的带领下，他们分几个阶段构建了复杂的视网膜样组织，从皮肤细胞开始，利用每个志愿者的遗传特征诱导成熟的光感受器和其他视网膜细胞的产生。正如预期的那样，患者类器官产生的光敏视蛋白远低于未受影响的家庭成员的类器官。

为了仔细控制受体光感受器表达多少CRX基因，研究小组重新设计了CRX启动子，使其可以作为基因治疗的一部分与CRX基因一起传递。启动子是相邻的DNA序列，它控制时间和方式基因表达。研究人员将该基因及其工程启动子装入一种病毒中，该病毒将它们穿梭于类器官光感受器中。

该团队的基因增强策略恢复了两名患者类器官的一些CRX蛋白功能，驱动两种类型的光感受器视蛋白的表达:杆状和锥状。

“事实上，这种策略对两种CRX突变都有效，这非常令人兴奋，”Swaroop说。“基因扩增可能是可行的治疗其他常染色体显性基因引起的LCA突变．"

“这个概念基因治疗NEI临床主任和该研究的合著者Brian Brooks医学博士说:“这项研究是迈向罕见LCA潜在治疗的第一步。”“这是基础科学和临床科学研究人员合作的一个很好的例子。”

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