一月9,2018

技术治疗小鼠遗传性耳聋

乍看上去

  • 研究人员开发了一种基因组编辑策略来治疗遗传性耳聋小鼠模型中的听力损失。
  • 随着进一步的发展,该方法可以用作某些遗传性听力损失疾病的一次性治疗。
小鼠耳蜗的共聚焦显微镜图像。 小鼠耳蜗的共聚焦显微镜图像(绿色的毛细胞)。左侧一只未经治疗的“贝多芬”小鼠的耳蜗毛细胞丢失。来自同一只小鼠的相反的经过处理的耳蜗,显示出毛细胞的保存。 高等。 /自然2017

有些婴儿天生就有听力问题。其他人天生听力正常,随着年龄的增长开始出现听力问题。婴幼儿的听力问题可能会延迟语音,语音和语言技能的发展。遗传因素通常与听力损失有关,但治疗遗传性耳聋的选择往往有限。

一个研究小组使用了人类遗传性耳聋的小鼠模型来设计一种潜在的治疗方法。该团队由Drs。领导。麻省眼与耳,哈佛大学博德研究所和霍华德·休斯医学院的Chenzheng-yi Chen和David R.Liu。这项工作部分由美国国立卫生研究院(NIH)的失聪和其他沟通障碍国家研究院(NIDCD),国家生物医学成像与生物工程研究所(NIBIB)和美国国立普通医学科学研究所(NIGMS)资助。结果出现在2018年1月11日的 性质.

中的突变 TMC1 已知该基因(跨膜通道样基因家族1)可导致人类和小鼠的遗传性耳聋。这些突变影响内耳耳蜗中的毛细胞,这些毛细胞将声波转换为大脑识别为声音的电信号。 “贝多芬”小鼠的一个基因拷贝中有一个突变。突变是显性的,这意味着仅一个基因的突变拷贝就足以引起疾病。

为了防止这些小鼠的渐进性听力丧失,科学家使用了CRISPR-Cas9基因编辑系统去除了这种特异性突变并禁用了该基因。该系统使用短链RNA(sgRNA)来鉴定Cas9蛋白质要切割的特定遗传序列。科学家首先在实验室中测试了四种候选sgRNA,以找到一种最有效的靶向突变的方法。

过去的CRISPR-Cas9方法使用无害病毒将Cas9基因和sgRNA传递到细胞中。研究人员没有插入可能会持续存在并造成安全问题的基因,而是尝试了另一种方法:将Cas9蛋白和sgRNA的复合物直接递送到内耳的毛细胞中。他们测试了17种脂质将Cas9-sgRNA复合物传递到细胞中的能力。这些脂质形成称为脂质体的结构,可以包裹复合物并使它们穿过细胞膜进入细胞。

研究小组将最佳的含Cas9-sgRNA的脂质体注射入新生小鼠的内耳。八周后,经过治疗的耳朵中存活的毛细胞明显更多。该治疗还显着减少了进行性听力损失。治疗八周后,经治疗的小鼠对控制基因突变的小鼠没有反应的声音感到震惊。

Liu表示:“在此策略可能为人类开发治疗方法之前,还需要进行大量额外工作,但是在现阶段,我们很高兴并为这种治疗方法在动物模型中保留了一定的听觉而感到兴奋。”

Chen说:“我们使用的策略在针对遗传性遗传性听力损失的治疗中特别有效。” “通过局部内耳递送的治疗效果在降低潜在风险方面也显示出主要优势。”

—哈里森·温(Harrison Wein)博士

相关链接

参考文献: 通过基因组编辑剂的体内递送来治疗常染色体显性听力损失。 高X,陶Y,拉马斯V,黄M,叶WH,潘B,胡永杰,胡JH,汤普森DB,舒Y,李Y,王H,杨S,徐Q,Polley DB,Liberman MC,孔WJ ,Holt JR,Chen ZY,Liu DR。 性质。 2018年1月11日; 553(7687):217-221。 doi:10.1038 / nature25164。 Epub 2017年12月20日。PMID:29258297。

资金: 美国国立卫生研究院(NIH)的失聪和其他沟通障碍国家研究所(NIDCD),国家生物医学成像与生物工程研究所(NIBIB)和美国国立普通医学科学研究所(NIGMS);国防高级研究计划局;大卫·舒斯基基金会;弗雷德里克(Frederick)和Ines Yeatts的毛发细胞再生资助;贝塔雷利基金会;杰夫和金伯利·巴伯基金会。