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2016年4月29日——C9ORF72基因中的六核苷酸重复会导致ALS和FTD(额颞叶痴呆)。该重复突变会转录产生毒性RNAs,如果毒性RNAs是一个问题,那么反义寡核苷酸(ASOs)似乎是这个问题的解决方案。在5月4日发表于《神经元(Neuron)》期刊的研究中,麻省总医院(MGH)Clotilde Lagier-Tourenne和加州大学圣迭戈分校(UCSD)Don Cleveland领导的科学家们报告,表达这些重复的转基因小鼠模型会发展出与携带C9ORF72突变的人们相同的RNA聚集点(RNA foci)和聚集点产生的重复二肽(dipeptides)。更重要的是,研究人员发现,反义寡核苷酸治疗缓解了这些小鼠的病理。可参考:新的C9orf72小鼠模型表现出神经变性退化 / B. b% s# I* e
该研究共同第一作者加州大学圣迭戈分校Jie Jiang、Qiang Zhu和梅奥诊所Tania Gendron生成了两种小鼠——基因敲除和超表达。与其他研究人员已经报告的(模型)相同的是,他们也在敲除小鼠中观察到以巨大脾脏为特征的一般炎症,但没有(观察到)神经变性退化。可参考:Neuron:科学家创建首个常见遗传形式ALS转基因小鼠模型 8 r7 }) N7 [0 b
不良分子。模型小鼠皮层细胞中包含由C9ORF72重复编码的多聚-甘氨酸-脯氨酸(绿色)和多聚-甘氨酸-丙氨酸(红色)的聚合物。
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研究人员使用来自存在重复扩张患者的C9ORF72外显子1-5制造了4个超表达系。由于该重复在细菌内的克隆过程中倾向于扩展和收缩,研究人员们培育了一组生成携带110个重复C9ORF72 RNA的小鼠和3组产生携带大约450个重复的不同数量转基因的小鼠。重复在小鼠中表现的更稳定。450-重复小鼠在出生后几个月内大脑中产生重复RNA聚集点和重复二肽,更高表达的小鼠中的聚集点和肽类更多(见上图)。随着小鼠年龄增长,肽包含物增多并越来越大。更高表达的450-重复小鼠一岁之后开始行为异常。他们挣扎着走迷宫并出现焦虑,而且随年龄增长丢失海马神经元。 3 j( u- R+ {: o _
为了研究能否逆转这种表型,研究人员们将反义寡核苷酸注入基因的不同部分或重复的附近位置。他们在3个月大的450-重复小鼠中进行一次脑室内注射,然后在4周后进行解剖观察。使用重复-特异性寡核苷酸,研究人员能够消除包含重复的C9ORF72 RNA而不影响野生型版本。 ; o4 R% N( m4 z3 O
与接受非特异性ASO治疗的对照小鼠相比,接收特异性ASO治疗的小鼠的RNA和肽聚合物更少。在针对9个月大老鼠的治疗中,ASOs在两周内再次减少RNA和肽积累。ASOs也缓解小鼠的空间问题和焦虑。在这一点上,重复RNA水平与对照组类似,但二肽重复水平较低。“这些工作确定了毒性获得作为重复-扩张C9ORF72导致的核心疾病机制,并建立了ASO-介导疗法的可行性”研究人员说道。
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