反义寡核苷酸(ASO)已被证明可以有效挽救临床前蒂莫西综合征模型的缺陷，蒂莫西综合征是一种与显着发病率和死亡率相关的神经发育障碍。斯坦福大学的研究人员开发了一种ASO疗法，可以纠正剪接错误，该剪接错误导致电压门控钙通道亚基表达功能获得性变体，该通道在发育中的大脑中广泛表达。

ASO恢复了蒂莫西综合征患者的皮质类器官和前脑组合体中通常影响皮质神经元的细胞和功能缺陷。这些发现被转化为体内模型，其中人类干细胞衍生的皮质类器官被植入并整合到大鼠大脑中。这些实验展示了一种针对毁灭性神经发育障碍的新基因拯救策略。

1型蒂莫西综合征影响多个器官系统，是自闭症谱系障碍和癫痫最常见的遗传原因之一。这种神经发育障碍是由CACNA1C中的功能获得性错义变异引起的，CACNA1C是L型电压门控钙通道CaV1.2的一个亚基，在发育中和成人神经系统中广泛表达。常见的CACNA1C变异也与其他神经精神疾病密切相关，例如精神分裂症、双相情感障碍和注意力缺陷多动障碍。

与对照神经元相比，来自蒂莫西综合征1型患者的神经元具有外显子8A的CACNA1C剪接形式的水平显着更高。CACNA1C剪接在小鼠和人类中受到发育调节，在早期发育过程中将外显子利用从外显子8A转移到外显子8。已证明包含这些相互排斥的剪接外显子中的任何一个都会产生具有相似电生理特性的通道亚型。这些发现表明，减少CACNA1C8A亚型的包含可能是1型蒂莫西综合征的治疗策略。

ASO是短寡核苷酸，可以与靶RNA结合，激活靶RNA的细胞质降解，或调节细胞内前信使RNA的剪接。一些针对剪接的ASO已作为治疗选择从实验室发展到临床，包括脊髓性肌萎缩症和杜氏肌营养不良症的治疗选择。

共同主要作者XiaoyuChen博士和FikriBirey博士开发了一种基于ASO的干预措施，以减少三名1型蒂莫西综合征个体神经细胞中外显子8A的包含。

在确定了以剂量和时间依赖性方式抑制外显子8a剪接的ASO后，斯坦福大学的研究人员在源自蒂莫西综合征1型患者的二维或三维培养物中的人类皮质神经元上测试了候选ASO。这挽救了延迟通道失活和去极化引起的钙升高的缺陷。ASO介导的从CACNA1C外显子8A到8的转换成功地挽救了患者来源的皮质类器官的缺陷和前脑组合体的迁移。

Chen和Birey使用医学博士SergiuP.Paşca实验室最近开发的移植模型来测试ASO疗法的体内有效性。在这种设置中，人类干细胞衍生的皮质类器官被移植到新生无胸腺大鼠的体感皮质中，它们在那里生长和发育成熟的细胞类型，整合到感觉和动机回路中。Chen、Birey和帕斯卡实验室的同事发现，向移植了人类蒂莫西综合征1型皮质类器官的大鼠鞘内注射ASO会导致外显子8A的强烈下调。与此同时，去极化引起的钙缺陷和异常活性依赖的树突形态也得到了挽救。

这些研究表明，基于多层次、体内和体外干细胞模型的方法如何能够确定逆转疾病相关神经病理生理学的策略。综合起来，这些研究展示了一种针对毁灭性神经发育障碍的新基因拯救策略。

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