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Nature子刊 | 突破!中南大学等多位合作,采用基因疗法显著改善了突变小鼠的听力及平衡功能

电压门控钾通道KCNE1的突变会导致Jervell和Lange-Nielsen 2型综合征(JLNS2),导致先天性耳聋和前庭功能障碍。

2021年1月29日,中南大学(第一单位),埃默里大学等多单位合作,Lin Xi团队在Nature Communications 在线发表题为“Gene therapy via canalostomy approach preserves auditory and vestibular functions in a mouse model of Jervell and Lange-Nielsen syndrome type 2”的研究论文,该研究通过使用血管吻合术在Kcne1-/-小鼠中注射病毒载体进行了基因治疗,以治疗听力和前庭症状。

结果表明,早期治疗可防止Reissner膜和前庭壁塌陷,保留半规管的正常大小,并防止内耳细胞变性。以剂量依赖性方式,该治疗在用高剂量治疗的小鼠中至少保留了五个月的听觉(20只小鼠中的16只)和前庭(20/20)功能。在低剂量组中,一个小鼠亚组(13/20)仅在前庭功能上表现出改善。结果支持高效转导是获得疗效并保持长期治疗效果的关键因素之一。治疗的次要结果包括提高出生和产仔存活率。该研究结果表明,通过导管切开术进行基因治疗已被认为是人内耳基因治疗的更可行的递送方法之一,在JLNS2小鼠模型中以剂量依赖性方式保留了听觉和前庭功能。



据估计,全世界约有5%的人口(约4.32亿成年人和3400万儿童)患有残疾听力障碍,定义为至少一只耳朵的听力损失> 40dB。感音神经性听力损失(SNHL)占受影响患者的50-60%,耳聋基因的遗传突变约占SNHL病例的一半。已鉴定出100多种人类基因中的突变会导听力损失。仅具有前庭症状的遗传性疾病很少见,因为大多数遗传性周围性前庭疾病也与听力损失有关。

患有Usher综合征,扩大的前庭输水管综合征或Jervell和Lange-Nielsen综合征(JLNS)的患者,听觉和前庭功能均可能受到影响。根据美国国家健康和营养检查调查,在美国,年龄超过40岁的成年人中约35%患有某种程度的平衡功能障碍。平衡功能失调会大大降低生活质量,并增加医疗保健系统的负担。在最近的内耳基因疗法研究中,注意力大多集中在听力损失的治疗上,但很少有研究集中在基因疗法治疗耳蜗和前庭疾病的功效上。

电压门控的KCNQ1 / KCNE1钾通道复合物在一些器官(包括心脏,肾脏,结肠,小肠和内耳)的跨上皮电压梯度和钾离子运动中起着至关重要的作用。在内耳中,KCNQ1 / KCNE1钾离子通道仅在stria vascularis(SV)和前庭边缘细胞(MC)的顶膜中表达。KCNQ1或KCNE1亚基的突变会引起JLNS,而在小鼠中使Kcnq1或Kcne1失活则分别产生人JLNS1或JLNS2的模型。Kcne1-/-和Kcnq1-/-小鼠均表现出内淋巴间隙异常发育,毛细胞(HCs)和螺旋神经节神经元(SGNs)严重变性。这些突变小鼠表现出严重的听力和平衡功能障碍。

在这里,该研究使用Kcne1-/-小鼠研究了在内耳中表达野生型(WT)Kcne1的经修饰的腺相关病毒亚型1(命名为AAV1-CB7-Kcne1)是否可以保留内耳的形态和功能。研究结果表明,以剂量依赖性方式将AAV1-CB7-Kcne1注射到新生Kcne1-/-小鼠的PSCC中,可以保持内耳的正常形态。在高剂量治疗组中,突变小鼠的听力和前庭功能也改善了至少5个月。在低剂量治疗的小鼠中,大多数小鼠在没有听力保护的情况下表现出前庭功能的改善。

总之,该研究结果表明,通过导管切开术进行基因治疗已被认为是人内耳基因治疗的更可行的递送方法之一,在JLNS2小鼠模型中以剂量依赖性方式保留了听觉和前庭功能。


参考消息:
https://www.nature.com/articles/s41467-020-20808-7

来源: iNature

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