肥厚型心肌病 (Hypertrophic cardiomyopathy，HCM) 是一种常染色体显性遗传的原发性心肌病，患病人数占总人口的0.2%-0.5% (约1500万至2000万)。该病的发病原因是由编码心肌肌节蛋白基因突变引起的，其中约20%的HCM患者体内发现与MYH7基因相关的致病性变异。当前HCM的临床药物治疗主要致力于症状缓解，尚无法从根源上逆转心肌重构或延缓疾病进程。存在基因组不稳定等潜在风险且体积较大需依赖双AAV递送，而RNA编辑具有可逆性和编辑器尺寸较小的优势，因此可能是一种相对更安全的治疗选择。
近日，中科中山药物创新研究院杨辉团队与林汉斌团队合作，在Circulation发表题为Cas13-Mediated RNA Base Editing for the Treatment of Hereditary Hypertrophic Cardiomyopathy的研究论文。研究团队构建了一种人源化HCM小鼠模型，并且利用前期开发的RNA碱基编辑器mxABE在小鼠模型中实现对突变RNA等位基因特异性纠正，显著地改善了HCM心脏功能。
团队通过CRISPR-Cas9基因编辑技术，将小鼠Myh6外显子13的部分序列替换为携带R403Q突变的人类MYH7外显子13的相应序列，成功构建了携带人类MYH7 c.1208G>A (p.R403Q)致病突变的人源化Myh6hR403Q/+小鼠模型。该模型不仅与人类等位基因在DNA序列上呈现互补关系，还能够模拟出与HCM患者相似的疾病表型。随后，作者对构建的HCM小鼠模型进行评估，发现纯合Myh6hR403Q/hR403Q小鼠在出生后第二周内即出现死亡。到6月龄时，杂合Myh6hR403Q/+小鼠表现出显著的心室肥厚、心肌细胞排列紊乱和纤维化。
为筛选针对MYH7 c.1208G>A突变最有效的gRNA，作者设计并筛选了20种gRNA。其中gRNA8实现了最大程度的A-to-I编辑效率，且对相邻腺嘌呤的旁编辑效应最小。随后作者将携带gRNA8和cTnT心脏特异性启动子驱动的mxABE包装至AAV9，尾静脉注射至2周龄Myh6hR403Q/+小鼠中。治疗6个月后，mxABE在心脏组织中实现了高效的A-to-I编辑，并且AAV-mxABE治疗能够将小鼠的心脏功能恢复至正常水平。Western blot和RT-qPCR也证实了在治疗后HCM相关标志物的表达受到抑制。RNA-seq分析表明，mxABE治疗可逆转Myh6hR403Q/+小鼠的转录组异常，尤其使与能量代谢、免疫应答及心脏重构相关的HCM相关基因表达恢复正常。此外，mxABE在体外及小鼠心脏组织中均未检测到明显的脱靶编辑，证实其具有高度的靶向精度。
综上，本研究在体内验证了RNA碱基编辑治疗遗传性肥厚型心肌病的可行性，为HCM的基因治疗提供了概念验证。
本研究由上海药物所/中科中山药物创新研究院杨辉研究员、林汉斌研究员和李国玲博士担任共同通讯作者。中科中山药物创新研究院助理研究员胡群、科研助理崔浩东，福建医科大学附属第一医院博士后林佳佳为共同第一作者。
原文链接：https://doi.org/10.1161/CIRCULATIONAHA.125.076905
制版人：十一
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