IT|自闭症的潜在治疗方法:新研究发现基因疗法可以治疗皮特·霍普金斯综合症

来自UNC神经科学中心Ben Philpot博士实验室的新研究发现,在皮特-霍普金斯综合症(一种罕见的单基因神经发育疾病)的动物模型中,恢复失去的基因活动可以防止许多疾病症状 。皮特-霍普金斯综合征是一种罕见的遗传病,由18号染色体上的TCF4基因的突变引起 。
皮特-霍普金斯综合征的特点是发育迟缓,潜在的呼吸系统问题,如发作性过度换气和/或清醒时屏住呼吸,反复发作/癫痫,胃肠道机能差,缺乏语言能力,以及独特的面部特征 。被诊断为皮特-霍普金斯综合征的儿童常常有快乐和活泼的态度,经常微笑和大笑 。
皮特-霍普金斯综合征在一般人群中的发病率尚不清楚 。然而,一些估计认为皮特-霍普金斯综合征的发病率在1/34000到1/41000之间 。这种疾病对男性和女性都有影响,而且不限于某个单一的种族群体 。
皮特-霍普金斯综合症被归类为自闭症谱系障碍,有些患者被诊断为自闭症、"非典型"自闭症特征,和/或感觉统合功能障碍 。许多研究人员认为,由于皮特-霍普金斯综合症与自闭症和其他疾病的遗传联系,治疗皮特-霍普金斯综合症将导致对类似疾病的治疗 。
北卡罗来纳大学医学院的研究人员首次表明,产后基因治疗可能能够预防或逆转皮特-霍普金斯综合症的许多负面影响,这是一种罕见的遗传性疾病 。严重的发育迟缓、智力障碍、呼吸和运动异常、焦虑、癫痫,以及中度但明显的面部异常都是这种自闭症谱系障碍的症状 。
科学家们在《eLife》杂志上发表了他们的研究结果,他们创造了一种实验性的、类似基因治疗的技术,以恢复皮特-霍普金斯综合症患者的基因缺陷的正常功能 。这种药物治疗防止了疾病指标的发生,如焦虑样行为、记忆障碍,以及在新生小鼠中受影响的脑细胞中的异常基因表达模式,否则将成为该综合征的模型 。
高级作者、UNC医学院细胞生物学和生理学Kenan杰出教授、UNC神经科学中心副主任Ben Philpot博士说:"这一首次原则性证明表明,恢复皮特-霍普金斯综合症相关基因的正常水平是一种可行的疗法,否则没有具体的治疗方法 。"

IT|自闭症的潜在治疗方法:新研究发现基因疗法可以治疗皮特·霍普金斯综合症
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大脑切片图像:蛋白质Cre(绿色)通过AAV作为基因疗法传递给细胞 。资料来源:菲尔波特实验室(UNC医学院) 。
大多数基因是成对遗传的,一个来自母亲,一个来自父亲 。当基因TCF4的一个拷贝缺失或突变,导致TCF4蛋白水平不足时,皮特-霍普金斯综合症就会在孩子身上出现 。通常情况下,这种缺失或突变在受孕前的父母卵子或精子细胞中自发发生,或在受孕后胚胎生命的最初阶段 。
【IT|自闭症的潜在治疗方法:新研究发现基因疗法可以治疗皮特·霍普金斯综合症】自澳大利亚研究人员于1978年首次描述该综合征以来,全世界仅有约500例该综合征的报告 。但没有人知道该综合征的真正流行率;一些估计表明,仅在美国就可能有超过10000个病例 。
由于TCF4是一个"转录因子"基因,是控制至少数百个其他基因活动的总开关,它从发育开始就被破坏,导致许多发育异常 。原则上,通过尽早恢复正常的TCF4表达来防止这些异常是最好的治疗策略--但它还没有被测试过 。
Philpot的团队在第一作者Hyojin (Sally) Kim博士(研究期间Philpot实验室的一名研究生)的领导下,开发了一个皮特-霍普金斯综合症的小鼠模型,其中小鼠版本的TCF4的水平可以可靠地减半 。这个小鼠模型显示了该疾病的许多典型症状 。从胚胎期开始恢复该基因的全部活性可以完全防止这些症状 。研究人员还在这些最初的实验中发现,基本上所有类型的神经元都需要恢复基因活性,以防止皮特-霍普金斯症的出现 。