2021 01 28
美國國立眼科研究所（NEI）的科學家已經開發出一種有前途的基因治療策略，用於治療一種罕見的疾病，這種疾病會導致兒童嚴重的視力喪失。這種疾病是Leber先天性黑蒙症的一種形式，由CRX基因的常染色體顯性突變引起，這種突變很難用基因療法進行治療。科學家使用由患者細胞構建的實驗室製造的視網膜組織（稱為視網膜類器官）測試了他們的方法。該方法涉及在其天然控制機制下添加正常基因的拷貝，從而恢復了部分CRX功能。該研究報告今天發表在幹細胞期刊中。NEI是國立衛生研究院的一部分。
NEI神經生物學，神經變性和修復實驗室主任兼高級研究員Anand Swaroop博士說：「我們的治療方法可以增加正常基因的更多拷貝，可以潛在地治療由多種突變引起的常染色體顯性LCA。」
美國食品藥物管理局於2017年批准了Luxturna用於治療LCA患者，該患者有RPE65基因突變。儘管被譽為基因治療的重大進步，但Luxturna對其他形式的LCA無效，包括那些由CRX中常染色體顯性突變引起的LCA。
CRX基因編碼一種與DNA結合的蛋白質（也稱為CRX），並指示視網膜的感光細胞產生光敏色素，稱為視蛋白。沒有功能性的CRX蛋白，感光細胞將失去檢測光的能力並最終死亡。
像常染色體顯性LCA這樣的疾病很難用基因療法治療，因為添加更多的正常基因並不總是能恢復功能。具有常染色體顯性突變的人仍然具有該基因的一個正常拷貝，但是該蛋白的突變形式幹擾了該正常蛋白。有時簡單地添加更多的正常蛋白質，而不是恢復正常功能，可能會以不可預測的方式加劇疾病。
為了探索基因增強療法（添加正常基因的拷貝）如何影響常染色體顯性LCA， Swaroop的團隊從兩名LCA患者及其未受影響的家庭成員身上開發了視網膜類器官。在卡米爾·克魯切克博士(斯瓦魯普實驗室的博士後研究員)的帶領下，他們分幾個階段構建了複雜的視網膜樣組織，從皮膚細胞開始，利用每個志願者的基因圖譜誘導成熟的光感受器和其他視網膜細胞的產生。正如預期的那樣，患者類器官產生的感光視蛋白遠少於未受影響的家族成員所產生的類器官。
為了仔細控制受體光感受器會表達多少CRX基因，研究小組重新設計了CRX啟動子，使其可以與CRX基因一起傳遞，作為基因治療的一部分。啟動子是一個鄰近的DNA序列，它控制著基因何時以及如何表達。研究人員將該基因和他們的工程啟動子包裝在一種病毒內，這種病毒將它們運送到有機感光器中。
研究小組的基因增強策略恢復了這兩例患者的一些類器官的CRX蛋白功能，驅動兩種類型的光感受器的視蛋白表達:視杆細胞和視錐細胞。
「事實上，這種策略對兩種CRX突變都有效，這非常令人興奮，」Swaroop說。「基因增強可能是治療由其他常染色體顯性突變引起的LCA的可行方法。」
「這項概念驗證性基因治療研究是邁向一種罕見LCA潛在治療的第一步，」NEI臨床主任、該研究合著者Brian Brooks醫學博士說。「這是基礎和臨床科學研究人員合作的一個很好的實驗到臨床科學的例子。」