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2022-23 年度报告（英文）
为了理解这些新型疗法，首先必须了解细胞中基因的信息是如何用于制造蛋白质的。DNA 包含大多数基因的两个副本，包括 CFTR 基因。当细胞需要制造 CFTR 蛋白时，它会用 RNA 临时复制其中一个 CFTR 基因。这种 RNA 称为信使 RNA 或 mRNA，只能持续很短的时间，但可以被细胞用来制造基因编码的蛋白质。在这种情况下，mRNA 指令制造 CFTR 蛋白，在没有 CF 的人中，CFTR 蛋白移动到细胞表面，帮助移动氯化物，氯化物在保持肺部表面湿润和无细菌方面发挥着作用。在患有 CF 的人中，CFTR 基因的两个副本都有缺陷。通常，mRNA 仍会生成，但由它生成的蛋白质有缺陷。要么蛋白质不能正常工作，要么它无法
囊性纤维化患者细胞中的 P.F508del 编辑
基因组编辑方法的发展为基于病因的遗传性疾病治疗方法的开发创造了新的机遇。在这里，我们证明 CRISPR/Cas9 可以纠正囊性纤维化 (CF) 患者来源的 CFTE29o- 细胞和诱导多能干细胞 (iPSC) 中 CFTR 基因的 p.F508del 突变。我们使用了 Cas9、sgRNA 和 ssODN 的几种组合，并测量了内源性 CFTR 基因和含有 p. F508del 突变 CFTR 基因座的共转染质粒的编辑效率。CFTE29o- 细胞中 CFTR 基因中的非同源末端连接 (NHEJ) 频率从等位基因的 1.25% 到 2.54% 不等。内源性 CFTR 基因座中最好的同源定向修复 (HDR) 频率为等位基因的 1.42%。在 iPSC 中，CFTR 基因中的 NHEJ 频率从等位基因的 5.5% 到 12.13% 不等。HDR 效率最高的是等位基因的 2.38%。我们的结果表明，在 CF 患者来源的 iPSC 中使用 CRISPR/Cas9 进行 p.F508del 突变编辑是一种相对罕见的事件，应进行后续细胞选择和培养。
santos_jcf_2022-crispr.pdf
在CFTR基因中已经识别出来，其中8％是非理性变体[2，3]。CFTR基因中第二大最普遍的废话变体是W1282X（C.3846G> A），占全球等位基因的1.2％[2]。W1282X-CFTR变体生成过早的终止密码子（PTC），该密码子（PTC）导致胡说八道介导的衰减（NMD），因此产生了很少或没有全长的CFTR蛋白[3]。在过去的十年中，食品药品监督管理局（FDA）和欧洲药品局（EMA）批准了四种不同的CFTR蛋白模型，以治疗CF的根本原因：一个增强剂（VX-770），这些原因（VX-770）增加了质量膜上的通道开放概率，并对97个不同的变化群和三个不同的变量（VX-809）（Vx-809，VX）（Vx）（Vx）（Vx）（Vx）（Vx）（Vx）（Vx）（Vx）（Vx）（Vx）（Vx）（Vx-880）（Vx）（Vx-880）（Vx）（Vx-8809）， VX-445）改善了最普遍的CF变体F508DEL的蛋白质折叠和效果[4，5]。总共意味着约85％的CF患者有潜在的治疗方法。但是，由于这些药物直接作用于CFTR蛋白，因此它们不适合治疗患有W1282X和其他PTC变体的CF患者。
囊性纤维化治疗；小分子调节剂和基因治疗概述
囊性纤维化 (CF) 是一种影响白种人的缩短寿命的遗传性疾病。它是一种隐性遗传疾病，主要由影响囊性纤维化跨膜传导调节器 CFTR 蛋白编码基因的不同类型的突变引起。功能失调的 CFTR 蛋白会导致厚厚的粘液层积聚，阻塞胰管、肠道和气道，这是死亡的主要原因。囊性纤维化的治疗主要是针对症状以克服疾病的并发症。自 2010 年代初以来，实际疗法的发展已达到重大里程碑，包括小分子调节剂和基因疗法。小分子疗法依赖于小型药剂的开发，这些药剂可以通过不同的机制恢复突变的 CFTR 蛋白的功能。另一方面，基因编辑技术正在不断发展，并显示出非常有希望的结果。基因治疗需要重新定位 CFTR 基因的正确副本，以表达功能性 CFTR 蛋白。这篇评论文章讨论了小分子和基因疗法发展中的有趣进展，并重点介绍了它们的优点和局限性。
钠/葡萄糖共转运蛋白是人类肺肿胀测定法揭示的CF肺部疾病的潜在治疗靶标
囊性纤维化（CF）是一种致命的常染色体不必要的遗传性，是由囊性纤维化跨膜电导调节剂（CFTR）基因突变引起的。在目前的工作中，我们从携带引起疾病的CFTR突变的患者衍生多能干细胞（PSC）中得出了人近端肺癌（HLOS）。我们在存在CFTR调节剂（VX-770和/或VX-809）的情况下评估了这些HLO的Forskolin（FSK）刺激的肿胀，并证明HLOS在突变依赖性方式中对CFTR调节剂响应。使用该测定法，我们根据我们的sglt1 Expres-sion在CF Hlos和Airway Epernity的次数上上调了依赖钠的葡萄糖共转运蛋白1/2（SGLT1/2）抑制剂phlorizin和sotagli lof ozin的作用。出乎意料的是，两种药物都促进了DF/DF HLO肿胀。这些结果揭示了SGLT，尤其是SGLT1，是治疗CF肺部疾病的潜在治疗靶标，并证明将PSC衍生的HLOS用作CF药物开发中的临床前工具。
与囊性纤维化药物有关的支气管上皮细胞的独特脂质特征，包括trikafta
在过去的5年中，一些研究调查了脂质组成和质膜动力学在囊性纤维化贩运中的作用（CF）跨膜电导调节剂（CFTR），阴离子在CF中有缺陷。已经报道了胆固醇和神经酰胺，包括短链的胆固醇和神经酰胺，在质膜中形成CFTR簇中的作用（2），以及由磷脂酰丝氨酸触发的CFTR的稳定性（3）。对细胞膜上CFTR稳定的重要贡献也来自Flippase（4）的作用，该酶是已知的酶调节磷脂在细胞膜上的运动。最近，Bear及其同事证明膜胆固醇在CFTR活性中起着重要作用（5）。尽管这项工作清楚地表明了脂质组成在CFTR运输和活动中的关键作用，但据我们所知，尚未有针对整个脂质体和尚未选择脂质物种的CF相关细胞模型的未靶向脂质分析。高分辨率液相色谱 - 质谱法（LC-MS）代表了非靶向脂质组学的关键资源，因为它允许在生物维泳，细胞和组织中识别和量化数百种单个脂质物种的可能性（6）。脂质组学已应用于许多不同的人体组织，例如大脑（7、8），肝（9），肾脏（10）和肺（11）。令人惊讶的是，与其他“ Ome”相比（12，13），人支气管上皮的脂质组的研究较少。相反，负面很少有论文描述了针对支气管上皮的脂质组学的分析工作（14），而与CF研究相关的大多数脂肪组学工作都是在血浆中（15、16）和BAL液体（17、18）中进行分析和生物标志物发现的。在细胞水平上，除了促进更好的CFTR折叠和贩运外，成功的CFTR救援动作可能与细胞膜的整体脂质组成的重大变化有关，这可能有利于或对比营救本身。几项研究部分解决了这一点：在S1P信号通路（19，20）的最新作品中，提出了鞘脂脂质对CF病理学的消息传递作用的积极影响。
Ann Harris 博士 一种用于调节细胞类型选择的层次结构......
最近，利用功能基因组学方法取得的进展已生成一种用于调节 CFTR 基因表达的细胞类型选择性模型。本次演讲将介绍有关顺式调控元件、转录因子和结构特征的新数据，这些数据是协调呼吸道和肠道上皮分泌细胞中 CFTR 表达所必需的。该模型为基因编辑疗法的开发提供了宝贵的信息。
基准对囊性纤维化变体的字母固定致病性预测
对囊性纤维化变体的字母敏感性致病性预测Eli Fritz McDonald 1,2，Kathryn E. Oliver 3,4，Jonathan P. Schlebach 5，Jens Meiler 1,2,6,7**生物学，范德比尔特大学，纳什维尔，田纳西州37240，美国3美国埃默里大学医学院儿科学系，亚特兰大，佐治亚州30322，美国4囊性纤维化和航空疾病中心，亚特兰大和埃默里大学的儿童医疗保健，亚特兰大大学，亚特兰大，亚特兰大，加利福尼亚州30322，美国5个部门。范德比尔特大学药理学，纳什维尔，田纳西州纳什维尔37240，美国7莱比锡大学药物发现研究所，莱比锡大学，莱比锡，萨克斯04103，德国8号，8 8日，纳什维尔大学生物科学系，纳什维尔，田纳西州37235，美国37235作者：JM（jens@meilerlab.org），lp（lars.plate@vanderbilt.edu）囊性纤维化跨膜电导调节剂基因（CFTR）中的摘要变体导致囊性纤维化 - 一种致死性自身骨膜衰减障碍。在CFTR蛋白中改变单个氨基酸的错义变体是最常见的囊性纤维化变体之一，但是迄今为止，用于准确预测错义变体的分子后果的工具已限制为迄今为止。字母启示（AM）是一项新技术，可预测基于双重学识料蛋白质结构和进化特征的错义变体的致病性。在这里，我们评估了AM预测CFTR错义变种的致病性的能力。AM预测总体CFTR残基的致病性很高，从而在CFTR2.org数据库的CF变体上产生了高的假阳性率和公平分类性能。AM致病性评分与CF患者的致病性指标适度相关，包括汗液氯化物水平，胰腺功能不全率和铜绿假单胞菌感染率。相关性也与CFTR运输和体外折叠能力相关。相比之下，AM分数与CFTR通道功能在体外良好相关 - 尽管在训练过程中缺乏此类数据，但表明双重结构和进化训练方法学习了重要的功能信息。跨指标表明AM的不同性能可能会确定CFTR中的多态性是否是隐性CF变体，但无法区分机理效应或病理生理学的性质。最后，AM预测提供了有限的实用性，以告知CF变体的药理响应，即Theratype。开发新方法以区分CFTR变体的生化和药理学特性，仍然需要完善新兴精度CF治疗剂的靶向。
CAGE 测序揭示了活化囊性纤维化巨噬细胞中 CFTR 依赖的 I 型 IFN 信号失调
强烈的、无法缓解的气道炎症反应会导致囊性纤维化 (CF) 患者的破坏性肺部疾病。巨噬细胞免疫功能失调可能是控制 CF 肺部疾病进展的一个关键方面，但其潜在机制尚不完全清楚。我们使用 5′ 端为中心的转录组测序来分析铜绿假单胞菌 LPS 激活的人类 CF 巨噬细胞，结果显示 CF 和非 CF 巨噬细胞在基线和激活后部署了截然不同的转录程序。这包括与健康对照相比，激活的患者细胞中 I 型 IFN 信号反应明显减弱，但在患者细胞中使用 CFTR 调节剂进行体外治疗以及通过 CRISPR-Cas9 基因编辑来纠正患者来源的 iPSC 巨噬细胞中的 F508del 突变后，这种反应是可逆的。这些发现表明，人类 CF 巨噬细胞中存在以前未被发现的免疫缺陷，这种缺陷依赖于 CFTR，并且可以通过 CFTR 调节剂逆转，从而为寻找 CF 中的有效抗炎干预措施提供了新的途径。