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                  基因组所联合复旦开发出常染色体隐性听力损失治疗新策略

                  2022-03-01 08:00:00来源:

                  【字体:

                    

                  据世界卫生组织 (WHO) 官网报道,超过全球人口的5%,即4.66亿人患有致残性听力障碍,其中3400万是儿童。研究发现超过120个基因与非综合征型或综合征型耳聋相关(http://hereditary hearing loss.org/),但临床上对于遗传性感音神经性聋的治疗除了佩戴助听器和植入人工耳蜗等,尚无任何有效的治疗手段。在非综合征型遗传性耳聋中,常染色体隐性遗传性耳聋占80%。对于隐性遗传性耳聋,最佳的治疗方法是对基因突变位点进行精准地修复,进而恢复听力。CRISPR/Cas9基因编辑系统是近年来兴起的新型基因编辑工具,已在遗传疾病治疗中表现出了巨大的应用潜力。


                  近日,基因组所左二伟研究员与复旦大学附属眼耳鼻喉科医院李华伟教授、舒易来研究员合作,在《细胞研究(Cell Research)》期刊上发表了研究论文“ Treatment of autosomal recessive hearing loss via in vivo CRISPR/Cas9-mediated optimized homology-directed repair in mice ”。该研究以AAV作为基因治疗的递送载体,利用HMEJ基因敲入方法精准纠正了 Klhl18lowf 隐性遗传性耳聋小鼠听觉毛细胞中的点突变,恢复了内毛细胞静纤毛形态,并显著改善小鼠的听觉功能长达治疗后6个月。这是首个基于CRISPR/Cas9-HMEJ技术治疗隐性遗传性感音神经性聋成功的研究,为遗传性耳聋的精准治疗以及潜在的临床转化提供了强有力的科学证据。


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                  Klhl18lowf 小鼠模型是指Klhl18 p.V55F发生错义点突变(Chr9:110455454 C>A),其纯合子小鼠表现为第4周开始出现以低频为主的渐进性听力下降,随着年龄增长,听力下降逐渐累及其它频率,最后发展为全频型严重耳聋,而杂合子小鼠听力正常,表现为隐性遗传。 Klhl18lowf 隐性遗传性耳聋小鼠模型在形态学方面表现为耳蜗内毛细胞纤毛的形态异常。


                  该研究首先针对基因 Klhl18lowf 突变位点设计、筛选和构建了HMEJ治疗体系。使用双AAV包装CRISPR/Cas9-HMEJ基因修复体系,在 Klhl18lowf 新生鼠出生后1天(P1)显微注射至小鼠的内耳。在小鼠P14和10周龄时,体内编辑效率检测结果表明,双AAV治疗系统在体成功纠正了 Klhl18 基因C>A点突变,随着编辑时间的延长,10周龄的修复效率提高了约3倍,而在未注射耳中,没有观察到明显的碱基插入、缺失或突变碱基的纠正。通过扫描电镜技术,与野生型小鼠相比,发现8周龄的未治疗纯合突变小鼠的内毛细胞最高一排静纤毛表现为更长、更细且顶端成尖细的锥形,而治疗后的小鼠有部分内毛细胞的静纤毛恢复正常的形态,表现为最高一排静纤毛大部分呈柱形且更短。在治疗后小鼠耳蜗的顶圈和中圈,平均约16%的内毛细胞具有正常或接近正常的纤毛束形态。


                  基因治疗体系体内研究示意图.png

                  图 基因治疗体系体内研究示意图


                  基于CRISPR/Cas9-HMEJ策略可对体内内耳毛细胞中的基因突变位点进行精准的纠正,恢复了耳蜗部分内毛细胞静纤毛形态、修复了内毛细胞持续囊泡释放功能并持久改善了 Klhl18lowf 隐性遗传性耳聋小鼠的听觉功能,为最终在人类隐性遗传性耳聋及其它器官系统隐性遗传性疾病中实现安全、持久的基因治疗提供了科学依据和参考。


                  基因组所左二伟研究员,复旦大学附属眼耳鼻喉科医院舒易来研究员、李华伟教授为共同通讯作者,顾晰博士后、胡新德博士后和王大奇博士后为共同第一作者。研究过程中也得到中科院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)杨辉研究员和复旦大学附属眼耳鼻喉科医院李耕林研究员和的大力指导和支持。


                  原文链接: https://www.nature.com/articles/s41422-022-00624-y




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