雷特综合征:研究历史和治疗前景

的瑞特综合症研究基金会(RSRT)有一个雄心勃勃的目标，即治愈Rett综合征。Addgene非常高兴能与他们合作，推出一项Rett综合征质粒收集和资源中心用于雷特综合症研究。由于对促进研究和发现的共同热情，Addgene和RSRT合并并集中了一系列分子生物学工具，以便资深和新Rett研究人员都能找到治疗Rett综合征所需的试剂和资源。

如果你是第一次接触雷特综合症，这篇博客文章描述了雷特综合症研究的历史和作用MECP2并强调了一些最新的突破性治疗方法。

什么是雷特综合症?

甲基- cpg结合蛋白2 (MECP2)基因，雷特综合症是一种罕见的、进行性的神经发育遗传疾病，主要影响女孩。在6至18个月看似正常的发育阶段之后，雷特综合征患者之前获得的技能，如语言、协调、有目的的手部使用和行走，会出现退化。他们可能表现出缓慢的头部生长、癫痫发作、心肺功能障碍、独特的手部运动，并表现出类似自闭症的行为。

MECP2在Rett综合征中的作用

1966年，奥地利医生安德烈亚斯·雷特(Andreas Rett)首次描述了雷特综合症，他试图提高人们的认识，并在德国医学杂志上发表了他的观察结果。几十年后，经过多年艰苦的工作，试图分离出雷特综合症的致病基因，Huda Zoghbi他的实验室发现了第一个致病突变MECP2基因导致Rett综合征(Amir et al.， 1999)。我们现在知道，MECP2在神经元成熟过程中与甲基化的CpG双核苷和CAC三核苷结合(Tillotson & Bird, 2019)，是数千个基因的全球转录调控因子。研究表明，它在转录抑制、依赖于活性的去抑制、染色质重塑、基因激活等方面发挥作用。成年动物模型中MECP2的缺失会导致症状迅速出现，这表明MECP2在发育后也是必不可少的(McGraw et al.， 2011)。

艾德里安鸟该公司2007年发表的具有里程碑意义的论文科学显示小鼠的疾病症状有可能戏剧性地逆转(Guy et al.， 2007)。他们使用了Cre-Lox小鼠模型其中内生的MECP2基因被阻断和沉默Lox-Stop导致了Rett综合征的神经功能障碍。恢复MECP2通过使用三苯氧胺诱导Cre切除Stop盒，不仅停止了神经损伤，而且完全逆转了它，无论年龄或症状的严重程度。这一令人兴奋的发现为患有Rett综合征的儿童和成人带来了类似逆转的希望。

自从这些发现以来，科学家们研究了MECP2的不同部分是如何影响雷特综合症的。佐格比的实验室发现了一个小的DNA结合基序MECP2与富含at的DNA序列的小凹槽相互作用调节转录(Baker et al.， 2013)。不同程度影响这种相互作用的突变决定了不同MECP2突变的临床严重程度。最近，伯德实验室发现只有一部分MECP2蛋白是抢救Rett综合征神经缺损所必需的(Tillotson et al.， 2017)。

推进雷特综合症基因治疗

MECP2遵循“Goldilocks”原则，即过多的MECP2蛋白和过少的MECP2蛋白一样有害，分别导致MECP2重复综合征或Rett综合征。雷特研究人员面临的主要挑战之一是如何向每个脑细胞输送精确数量的蛋白质，以恢复生理水平。目前，许多研究集中在使用基因替代疗法、基因编辑、MECP2再激活、RNA编辑、RNA反式剪接和蛋白质替换来扭转该病的影响的治疗策略上。

作为一种非退行性、单基因疾病，在动物模型中表现出症状的可逆性，Rett综合征是基因替代治疗的有力候选转译。2014年，RSRT汇集了两个基因治疗实验室(Brian Kaspar和Steven Gray)和两个MECP2实验室(Gail Mandel和Stuart Cobb)的强大合作，创建了基因治疗联盟。利用他们的综合技术专业知识，开发了一种可行的治疗方法，研究人员开发了腺相关病毒(AAV)载体，用于靶向传递功能强大的MECP2基因，并在临床前动物研究中取得了阳性结果(Sinnett et al.， 2017;Powers等人，2019年)。基于该联盟的工作，两种候选基因疗法进入了生物制药的临床开发项目。AveXis和Taysha Gene Therapies预计将在2021年将各自的基因疗法推进到临床试验阶段。AveXis由Kaspar联合创立，已被诺华收购，更名为诺华基因疗法(Novartis Gene Therapies)。

图1:人类MECP2位点和MECP2蛋白的示意图，显示野生型人类iPSCs中经CRISPR/Cas9纠正的突变。图片修改的Le et al.， 2019．

特别是，通过CRISPR/Cas9进行基因编辑和通过rna介导的MECP2突变等位基因校正，在神经系统疾病模型的突变修复方面显示了令人兴奋和有前景的结果。克劳斯Rajewsky的研究小组最近使用CRISPR/Cas9系统，将MECP2- r270x突变精确插入野生型人类iPSCs的MECP2基因中，然后将其插入成功修复突变(Le et al.， 2019)。梁疗法该公司由哈佛调查公司(Harvard调查者)和Addgene存款人共同创立大卫刘博士,基斯Joung,博士,冯张他正在研究CRISPR/Cas9技术，以精确纠正Rett综合征突变。

盖尔·曼德尔和她的团队首次证明了这一点可编程RNA编辑可以修复活体动物的基因使用用于人类神经系统疾病的小鼠模型研究多种细胞类型(Sinnamon等，2020年)。他们使用腺相关病毒(AAV)载体，将小鼠MECP2引导RNA和人类RNA碱基编辑酶(Editase)的过度活跃版本ADAR2引入雷特综合征小鼠模型的海马。editase修复了三种海马神经元亚型中每一种的突变MECP2 RNA的一半。这项技术已经形成了正在进行的雷特综合症项目的基础维科疗法由盖尔·曼德尔(Gail Mandel)共同创立。

这两种方法都有许多技术挑战需要克服，比如将编辑机制传递到大脑，最小化脱靶编辑，以及RNA编辑，微调剂量，使细胞内产生足够的野生型MECP2，但这是令人兴奋的进展，以新的方式解决了雷特综合症的根源。

Addgene的MECP2质粒收集和资源中心将继续扩展，因为Rett的科学家将他们的mecp2相关质粒工具与Addgene储存，并共享额外的资源。资源中心提供了促进MECP2治疗策略的质粒工具，如CRISPR和RNA编辑或诱导ips细胞。研究人员还可以找到细胞系库的链接，包括患者来源的诱导多能干细胞、MECP2动物模型、组织库、Rett数据库和其他有用工具。

引用:

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