图 1:EDIT-102 的作用机制。*USH2A 基因中的 Ex13 代表导致 IRD 的任何外显子 13 突变,包括 c.2299delG。EDIT-102 编码人类 U6 启动子、向导 RNA(gRNA;RSQ9145 和 RSQ9265)、hGRK1 启动子、SV40(猿猴病毒 40)SD/SA(剪接供体/剪接受体)序列元素、NLS(核定位序列)、Sa(金黄色葡萄球菌)Cas9(CRISPR 相关蛋白 9)和 pA(多聚腺苷酸化信号)。EDIT-102 在 USH2A 外显子 13 的两侧进行编辑,导致外显子 13 从基因组和 mRNA 中去除,从而产生缺乏氨基酸 723-936 的功能性 Usherin 蛋白。
USH2A突变是常染色体隐性视网膜炎色素(RP)和Usher综合征的常见原因,目前尚无批准的治疗方法。基因增强是治疗许多遗传性视网膜疾病的宝贵治疗策略;然而,常规的腺相关病毒(AAV)基因疗法无法容纳超过4.7 kb的cDNA,例如15.6 kb-kb--kb-long-long ush2a编码序列。在本研究中,我们采用了一种替代策略来成功产生支架/矩阵附着区域(S/MAR)DNA质粒载体,其中包含全长人类USH2A编码顺序,GFP记者基因,以及一个泛质启动子(CMV或CAG)(CMV或CAG),达到了大约23 kB的大小。除了在一个细胞阶段与载体显微注射,我们还评估了转染的HEK293细胞和USH2A患者衍生的皮肤纤维细胞中的载体。ps/mar-ush2a载体通过恢复usherin的患者纤维细胞中持续的转基因表达。在USH2A U507 U507斑马鱼的光感受器中拯救了usher 2复合物定位,并在光疗细胞中检测到了十二个月的GFP表达。 据我们所知,这是第一个报道的向量,可用于用功能救援表达全长Usherin。 S/MAR DNA载体已显示出有望作为一种新型的非病毒视网膜基因疗法,需要进一步的转化发展。在USH2A U507 U507斑马鱼的光感受器中拯救了usher 2复合物定位,并在光疗细胞中检测到了十二个月的GFP表达。据我们所知,这是第一个报道的向量,可用于用功能救援表达全长Usherin。 S/MAR DNA载体已显示出有望作为一种新型的非病毒视网膜基因疗法,需要进一步的转化发展。据我们所知,这是第一个报道的向量,可用于用功能救援表达全长Usherin。S/MAR DNA载体已显示出有望作为一种新型的非病毒视网膜基因疗法,需要进一步的转化发展。
• 作者要感谢所有 Editas 同事帮助规划、执行、分析和展示这项工作 • 作者非常感谢马萨诸塞州眼耳研究所 (MEEI) 的 Eric Pierce 博士和 Qi Liu 博士提供 USH2A 患者的外周血单核细胞,这些细胞以 iPSC 的形式用于本文介绍的研究 • 编辑协助由 2 the Nth(英国柴郡)的 Hilary Wong 博士提供,并由 Editas Medicine 资助
1美国迈阿密米勒大学医学院耳鼻喉科学系,美国佛罗里达州迈阿密,美国33136; zxh359@med.miami.edu(Z.H.); ncg65@med.miami.edu(N.G。)2 John P. Hussman人类基因组学研究所,迈阿密米勒大学医学院,迈阿密,佛罗里达州33136,美国; ddykxhoorn@med.miami.edu 3迈阿密大学米勒大学医学院跨学科干细胞研究所,迈阿密,佛罗里达州佛罗里达州33136,美国4蜂窝转化研究核心,犹他大学临床与转化科学中心,犹他大学,美国盐湖城,盐湖城,盐湖城,美国犹他州84112; lillykvit@gmail.com(J.L。 ); colin.maguire@utah.edu(c.t.m.) 5耳鼻喉科和头颈外科,以及神经科学的计划,哈佛医学院和伊顿·皮博迪实验室,马萨诸塞州的眼睛和耳朵,一级,美国马萨诸塞州波士顿,美国马萨诸塞州02114; wenliang_zhu@meei.harvard.edu 6眼科与视觉科学系,约翰·A·莫兰眼中中心,犹他大学,盐湖城,盐湖城,美国犹他州84132,美国; anna.clark@hsc.utah.edu *通信:xliu@med.miami.edu(X.L. ) ); zheng-yi_chen@meei.harvard.edu(z.-y.c. ); jun.yang@hsc.utah.edu(J.Y。 );电话。 : +305-243-1484(X.L. ); +617-573-3673(Z.-Y.C. ); +801-213-2591(J.Y。 );传真: +305-243-2009(X.L.) †同等贡献。2 John P. Hussman人类基因组学研究所,迈阿密米勒大学医学院,迈阿密,佛罗里达州33136,美国; ddykxhoorn@med.miami.edu 3迈阿密大学米勒大学医学院跨学科干细胞研究所,迈阿密,佛罗里达州佛罗里达州33136,美国4蜂窝转化研究核心,犹他大学临床与转化科学中心,犹他大学,美国盐湖城,盐湖城,盐湖城,美国犹他州84112; lillykvit@gmail.com(J.L。); colin.maguire@utah.edu(c.t.m.)5耳鼻喉科和头颈外科,以及神经科学的计划,哈佛医学院和伊顿·皮博迪实验室,马萨诸塞州的眼睛和耳朵,一级,美国马萨诸塞州波士顿,美国马萨诸塞州02114; wenliang_zhu@meei.harvard.edu 6眼科与视觉科学系,约翰·A·莫兰眼中中心,犹他大学,盐湖城,盐湖城,美国犹他州84132,美国; anna.clark@hsc.utah.edu *通信:xliu@med.miami.edu(X.L.); zheng-yi_chen@meei.harvard.edu(z.-y.c.); jun.yang@hsc.utah.edu(J.Y。);电话。: +305-243-1484(X.L.); +617-573-3673(Z.-Y.C.); +801-213-2591(J.Y。);传真: +305-243-2009(X.L.)†同等贡献。
视网膜色素变性 (RP) 是一组罕见的遗传性退行性眼病,影响着全球多达 150 万人。RP 是由影响视网膜的多个基因突变引起的,导致视力逐渐丧失,最终失明,症状通常在儿童时期显现,目前无法治愈。RP 的特征是双侧视杆感光细胞丧失,随后视锥感光细胞继发丧失,视网膜色素上皮 (RPE) 变性。RHO 介导的常染色体显性 RP 是由编码视紫红质的基因突变引起的,视紫红质是一种光敏 G 蛋白偶联受体,可启动视杆感光细胞中的光转导级联 (Zhen 等人,2023 年)。USH2A 基因突变是常染色体隐性 RP 和 Usher 综合征的主要原因。 USH2A 编码 usherin,这是一种跨膜蛋白,主要在视网膜的感光层、耳蜗的毛细胞和许多组织的基底膜中产生(Li et al. 2022)。
众所周知,这是由于USH2A中存在“视网膜特异性”等位基因的原因。因此,出现至少一份视网膜特异性等位基因副本的患者将出现孤立的RP表型。高度复发的c.2276g> t突变是视网膜特异性等位基因(Lenassi等,2015)。在这里,我们报告了IPSC系列的生成,该患者从ARRP出现的患者和复合het erozygous c.2276g> t等位基因和另一个错位等位基因,C.7352 t> c,据我们所知,以前是未报告的。从患者皮肤活检中分离出人真皮成纤维细胞,并使用非整合性细胞调整-IPS 2.0 sendai重编程套件对重编程进行了重新编程。该套件包含仙台病毒(SEV)载体汽车,将OCT3/4,SOX2,KLF4和C-MYC转基因赋予了多脂能力。转变后三到四个星期,基于形态标准单独选择了类似IPSC的菌落。选择了Inmi005-A IPSC系列以进一步特征,因为它具有典型的IPSC菌落形态,该形态的紧密堆积的小细胞被尖锐的边界包围(图1 a)。使用逆转录(RT)-PCR确定外源载体的损失(图1 b)。通道12(p12)在SEV基因组和KLF4,KOS和C-MYC Cassettes的RT-PCR结果为阴性,类似于非转导的成纤维细胞,用作阴性对照。相比之下,被用作阳性对照的转导的成纤维细胞(纤维 + SEV)对四个靶标呈阳性。我们进行了
遗传性视网膜营养不良(IRD)的特征是进行性光感受器变性和视力丧失。Usher综合征(USH)是一种综合征IRD,其特征是色素性视网膜炎(RP)和听力损失。USH在临床和基因上是异质的,最普遍的病因基因是USH2A。USH2A突变还解释了大量孤立的常染色体隐性RP(ARRP)病例。这种高预期是由于两个经常性的USH2A突变引起的,C.2276G> T和C.2299delg。由于USH2A cDNA的大尺寸,基因增强疗法是无法访问的。但是,CRISPR/CAS9介导的基因组编辑是可行的替代方法。我们使用了增强的链球菌链球菌(ESPCAS9)的特异性CAS9来成功实现诱导多能干细胞(IPSC)患者的两个最普遍的USH2A突变的无缝校正。我们的结果强调了促进ESPCAS9的高目标效率和特种型的功能。一致地,我们没有在校正后的IPSC中识别出任何非靶诱变,这些诱变也保留了多能性和遗传稳定性。此外,对USH2A表达的分析出乎意料地识别了与C.2276G> T和C.229999delg突变相关的异常mRNA水平,这些突变在校正后恢复。综上所述,我们有效的CRISPR/CAS9介导的USH2A突变校正策略为USH和ARRP患者提供了潜在治疗的希望。
开发载体 在项目开始时,Moosajee 教授的团队已经为 USH2A 开发了几种 S/MAR 载体原型。由于基因太长,这一过程非常具有挑战性,但团队最终通过将基因打碎成碎片,然后像拼图一样将它们一个接一个地插入包装中实现了这一目标。然而,在校对包装后的 USH2A 的整个基因序列时,研究人员发现了一个字母的拼写错误。他们现已纠正这个问题,并能够确认他们已成功将正确的 USH2A 序列插入 S/MAR 载体中。他们还加入了各种特殊信号(称为启动子),这些信号可以促使基因在大多数细胞或特别是在视网膜细胞中开启。载体本身是该项目的一个重要成果,现在可用于未来的研究和模型系统中的测试。
摘要:RNA 编辑旨在通过改变转录水平的基因表达来治疗遗传疾病。将定点 RNA 靶向机制与工程脱氨酶配对,可以可编程地校正 RNA 中的 G > A 和 T > C 突变。这为一系列遗传疾病提供了一种有前途的治疗方法。对于由大基因点突变引起的遗传性视网膜变性(不适合单腺相关病毒 (AAV) 基因治疗,例如 USH2A 和 ABCA4),校正 RNA 提供了一种基因替换的替代方法。由于对 RNA 进行的编辑具有短暂性和潜在可逆性,因此 RNA 而不是 DNA 的基因组编辑可能提供更好的安全性。本综述考虑了当前的定点 RNA 编辑系统,以及将其转化为临床治疗遗传性视网膜变性的潜力。
“露娜研究的入学率是Usher综合征社区的一个令人兴奋的里程碑,” Usher综合征联盟执行董事MPA Krista Vasi说。“我们一直在急切地等待Ultevursen计划的重新启动,今天的公告反映了对社区的希望。联盟主持了USH Trust,这是来自76个国家 /地区的Usher综合症的最大国际联系数据库。我们的覆盖范围进一步扩展了我们在全球80个USH大使的军团,他们是其州或国家的Usher社区的联系点。这些宝贵的资源在战略上将联盟定位为Sepul Bio的关键社区合作伙伴。,我们期待与Sepul Bio团队一起工作,因为它们可以推进RNA疗法,以帮助USH2A基因中特定突变的儿童和成年人。”
