上海团队找到新思路对抗孤独症

一直与孤独症致病基因较劲的仇子龙又有了新突破。

孤独症患儿被称为“星星的孩子”，患者表现出严重程度不同的社交障碍以及重复刻板行为。我国对于6—12岁孤独症儿童患病率的统计显示，男孩约为0.44%~0.95%，女孩约为0.12%~0.30%。

当地时间11月27日，上海交通大学医学院松江研究院/中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心（神经科学研究所）仇子龙团队与复旦大学脑科学转化研究院程田林团队合作在国际神经科学权威期刊《自然·神经科学》上发表最新研究成果：首次报道了在全脑范围内利用单碱基编辑技术成功改善MEF2C孤独症小鼠模型神经发育与孤独症样核心行为表型。

风险基因发现新突变

据介绍，遗传因素是孤独症致病的最主要因素。近年来科学家们发现了大量的孤独症风险基因及致病基因突变。当前的研究多集中在基因突变导致孤独症的分子与环路机制上，是否可以运用基因编辑方法对导致孤独症的基因突变在大脑内进行准确修复还未见报道。

仇子龙研究团队通过全外显子组测序技术在一例中国孤独症患儿的MEF2C基因上发现了一个新发点突变L35P。“MEF2C基因已被证实是一个重要的孤独症风险基因，突变会导致神经发育迟滞及一系列严重症状，但这一新发点突变对于MEF2C基因功能的影响未知。”他介绍。

研究团队首先利用分子细胞生物学的研究方法在体外探究了L35P点突变对MEF2C蛋白结构、表达以及功能上的影响及其分子机制，发现这一点突变会导致MEF2C蛋白质发生依赖泛素化蛋白酶体途径的快速降解，最终显著降低MEF2C蛋白的表达水平。

新系统改善蛋白表达

为了研究L35P基因突变对小鼠行为学表型的影响，研究团队构建了对应点突变敲入小鼠模型，并通过生物化学、免疫荧光成像以及行为学实验探究了其神经发育及行为学表型。“我们发现，MEF2C L35P杂合突变小鼠大脑中存在孤独症相关的神经生理学特征以及发育异常现象，并且表现出社交障碍以及刻板行为等孤独症核心症状的行为学表型。”仇子龙告诉记者。

随后，为修复小鼠大脑神经元中的L35P点突变，仇子龙和程田林团队合作开发了一种基于CRISPR/Cas9的新型胞嘧啶单碱基编辑系统（AeCBE）。在经过单碱基编辑技术介导的基因修复后，研究团队发现MEF2C L35P突变杂合小鼠大脑中降低的MEF2C蛋白表达水平得到恢复，并且其社交障碍以及重复刻板性行为也得到了明显的改善。

碱基编辑技术潜力大

仇子龙称，这项研究提出了一种利用具有自主知识产权的单碱基编辑系统在全脑水平修复致病基因单核苷酸突变的体内基因编辑策略，为设计神经遗传疾病的基因编辑干预治疗方案提供了全新思路。

华东师范大学教授李大力解释，遗传变异是导致多种神经系统疾病发生的关键因素，因此能精准修复致病突变的基因编辑技术在其中的治疗潜力也广受关注。这项最新研究通过在体全脑碱基编辑首次实现了孤独症小鼠的有效治疗，为孤独症治疗提供了新的思路，并进一步表明了碱基编辑技术治疗遗传性脑部疾病的巨大潜力。

“孤独症尚没有特效药能够治疗。”上海科技大学研究员陈佳同样指出，“这项研究证明了体内碱基编辑在神经发育障碍治疗中的潜力，同时也为其他类型的碱基编辑器在脑内递送以及编辑带来了新的启发。”本报记者 郜阳