片名:自然:高广平/王丹等 是第一个通过AAV传递tRNA来治疗由无义突变引起的遗传疾病的人

来源：生物世界2022-03-26 12:43

常规基因治疗是将正常基因或治疗性基因(例如CRISPR相关的基因编辑工具)的cDNA序列以某种方式导入人类靶细胞，从而替换或修复内源性缺陷基因，治疗疾病。递送基因的非生理水平或异位表达可能导致毒副作用。虽然基因编辑可以达到基因表达的生理水平，但基因编辑工具的编码基因太大，免疫原性仍然是一个巨大的挑战。无意义的

常规是将正常基因或治疗性基因(例如CRISPR相关的基因编辑工具)的cDNA序列以一定的方式导入人类靶细胞，替换或修复内源性缺陷基因，治疗疾病。递送基因的非生理水平或异位表达可能导致毒副作用。虽然基因编辑可以达到基因表达的生理水平，但基因编辑工具的编码基因太大，免疫原性仍然是一个巨大的挑战。

无义突变，即蛋白质编码序列中有义密码子变为过早终止密码子(PTC)的DNA突变，导致约11%的人类疾病。

TRNA(suppressor-tRNA可以诱导无义突变的通读，其序列与天然TRNA大部分相同，但其反密码子可以通过碱基配对的原理识别终止密码子(UAG、UGA、UAA)。因此，当核糖体在翻译过程中遇到PTC时，sup-tRNA可以将相应的氨基酸引入到正在合成的肽链中，并诱导通读获得功能性全长蛋白质。

美国马萨诸塞大学T.H.Chan医学院的高广平教授和王丹教授作为合著者，在Nature Online上发表了一篇题为《AAV递送的抑制子trna outcomes a sensitive mutation in mouse》的研究论文。

本文首次研发了重组腺相关病毒(rAAV)体内递送无义突变抑制性tRNA治疗平台(rAAV诺斯托普)，大大拓展了药物的应用策略。

研究团队首次成功利用重组腺相关病毒(rAAV)将抑制性tRNA(sup-tRNA)引入体内，并诱导无义突变处蛋白质翻译的阅读，在粘多糖贮积症I型(MPS-I，Hurler综合征)UAG无义突变小鼠模型中实现了长期稳定安全的效果。MPS-I是由于溶酶体中-L-艾杜糖醛酸酶(IDUA)活性降低或缺乏，导致粘多糖不能在溶酶体中分解而逐渐积累，导致多系统异常。这种疾病的发病率约为十万分之一。MPS-I UAG无义突变小鼠模型可以很好地模拟患者的表型，成熟的生化指标测定实验可以方便、定量地研究AAV-诺斯托普在全身各组织器官的效率，验证这种治疗平台的有效性和安全性。

研究团队通过转化近同源tRNA，获得了能够装载相应氨基酸的SUP-tRNA。

首先，通过体外报告基因实验证实了sup-tRNA对PTC的有效阅读和翻译过程中相应氨基酸的插入。

其次，在患者成纤维细胞中的研究表明，sup-tRNA能比氨基糖苷类药物-霉素G418更有效地特异性诱导UAG无义突变的通读，并且在正常终止密码子处通读的概率更低。

第三，重组腺相关病毒递送的sup-tRNA可以恢复全身许多组织和器官中的一些-L-艾杜糖醛酸酶活性，减少粘多糖的过度积累。长期随访实验表明，重组腺相关病毒递送的sup-tRNA的治疗效果可持续半年以上。

第四，sup-tRNA的治疗不影响体内内源性tRNA的稳态，小鼠的病理学研究和生理生化指标正常，表明rAAV-sup-tRNA是一种安全的策略。

美国在1983年首次提出罕见病的概念，《孤儿药法案》。据统计，我国罕见病有近7000种，保守估计患者超过2000万。罕见病绝大多数都是疾病。传统药物对这些疾病的疗效有限。这些疾病的出现，为这些疾病的治愈带来了希望。

rAAV转导的sup-tRNA是一种全新的翻译通读治疗策略，具有广泛的适应证。据文献报道，在近1000个不同的人类基因中发现了7500多个无义突变。如果针对无义突变导致的每一种疾病都设计独特的基因治疗策略，那将是一个昂贵的项目。而我们开发的sup-tRNA通读疗法策略，同一种sup-tRNA可能对同一种PTC引起的多种不同疾病有效；并且能够在无义突变处准确地引入与正常基因编码的氨基酸相同或所需的氨基酸。与传统的基因替代疗法相比，rAAV转导的sup-tRNA策略不需要提供可能超过rAAV的包装限制、可能引起免疫反应或具有细胞毒性的外源蛋白基因，是一种非常有价值的新策略。”该论文的第一作者张越评论道。(100yiyao.com)

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