『附一学术』王柠-陈万金/杨辉团队合作应用基因编辑技术，实现高效外显子跳跃治疗杜氏肌营养不良症

杜氏肌营养不良(Duchenne Muscular Dystrophy, DMD)是一种致死性的肌肉遗传性疾病，是儿童最常见的肌营养不良疾病之一。患病的孩子往往在4-5岁出现症状，在13岁前失去独立行走能力，大多20-30岁便因心肺功能衰竭而死亡。

目前，该病在临床上没有特效治疗手段，绝大多数患者预后较差。不过通过研究发现，60-70%的DMD是由dystrophin基因大片段缺失引起的，而外显子跳跃技术是目前针对该类突变最常用的治疗策略，但以反义寡核苷酸介导的外显子跳跃存在效率较低的问题。而腺嘌呤碱基编辑器（adenine base editors，ABE）作为一种精确、高效的基因编辑技术，在外显子跳跃方面展现出了显著优势。

在本研究中，研究团队首先构建了携带人类DMD基因第50号外显子的人源化DMD小鼠模型（删除了鼠源第50、51号，插入人源的51号外显子及其侧翼序列）。接着，针对人类DMD基因第50号外显子侧翼的剪接调控序列设计并在HEK293T细胞中筛选出最高碱基转换效率的sgRNA。进一步通过肌肉定点注射表达split-ABE系统的双腺相关病毒(AAV)载体，发现在小鼠体内可分别诱导高达90%以上的外显子跳跃效率。接着为了探索治愈DMD患者的可能性，研究团队通过静脉注射携带ABE系统的AAV，验证其蛋白恢复水平和功能性恢复情况。发现通过全身给药，可使模型小鼠在胫骨前肌和心肌的回复95%的dystrophin蛋白，在膈肌恢复75%的dystrophin蛋白，并且治疗后的DMD小鼠表现出显著的肌肉功能改善，为DMD的基因编辑治疗提供强大有利的证据支持。

a. 小鼠尾静脉注射示意图; b.6周和10个月心的肌、膈肌和胫骨前肌DNA上A to G碱基编辑效率; c.6周和10个月心的肌、膈肌和胫骨前肌外显子跳跃效率; d.6周和10个月心的肌、膈肌和胫骨前肌dystrophin蛋白Western blot分析; e.6周和10个月心的肌、膈肌和胫骨前肌免疫荧光染色; f.野生型对照、DMD小鼠模型及治疗组转棒测试; g. 野生型对照、DMD小鼠模型及治疗组的前肢抓力检测; h. 野生型对照、DMD小鼠模型及治疗组的疲劳测试。

图文 | 神经内科 金铭

编辑 | 夏雨晴 蔡一苇

责编 | 方   玲 王文清

编审 | 吴    蔚