碱基编辑能否修复遗传性耳聋？

《JCI Insight》AAV-mediated base editing restores cochlear gap junction in GJB2 dominant-negative mutation-associated syndromic hearing loss model

先天性听力损失是指由于遗传原因导致的听觉功能受损。GJB2基因是所有遗传性听力损失病例中大约一半的原因。

　　

先天性听力损失是指由于遗传原因导致的听觉功能受损。GJB2基因是约一半遗传性听力损失病例的致病基因。由GJB2基因编码的连接蛋白26（CX26）有助于形成细胞间的缝隙连接——这些通道允许离子和化学信使分子在相邻细胞之间移动，从而调节听觉功能。

GJB2基因突变常常导致缝隙连接和缝隙连接斑（GJPs，由CX26组成）的碎片化。虽然含有两个缺陷基因的隐性GJB2突变可以通过GJB2基因替代实现功能修复，但GJB2显性负突变（突变蛋白抑制野生型蛋白的正常功能）则需要采用基因编辑方法。

在此背景下，日本的研究人员成功开发了一种基因疗法，用于修复导致综合征型听力损失的GJB2基因的显性负突变R75W。研究团队包括日本顺天堂大学医学部耳鼻喉科副教授Kazusaku Kamiya博士和助理教授Takao Ukaji博士，以及东京大学理学部生物科学科的Osamu Nureki博士。他们的研究成果发表于2025年3月10日的《JCI Insight》杂志第10卷第5期。

“导致遗传性听力损失的突变绝大多数涉及GJB2基因。然而，能够恢复遗传性耳聋患者听力的治疗方法仍然缺乏。”Kamiya博士表示，“我们的研究有助于开发基因疗法，以应对遗传性听力损失患者不断增加的现状。”

首先，研究人员开发了一种能够将基因组编辑工具递送至形成缝隙连接的广泛内耳细胞的腺相关病毒（AAV-Sia6e）。AAV是一种用于基因递送的有用载体，但其能够携带的基因大小有限。因此，Kamiya博士及其团队构建了一种迷你化的碱基编辑工具（SaCas9-NNG-ABE8e），该工具利用比传统Cas9更小且基因组编辑效率更高的SaCas9-NNG。随后，他们将这种碱基编辑工具装载到对内耳细胞具有高感染趋向性的AAV-Sia6e上，开发出一种用于内耳基因组编辑的全合一AAV载体。

通过全合一AAV载体进行的基因组编辑显示出相当高的效率和特异性。它在表达GJB2 R75W突变的人类细胞中实现了目标位点的T到C转换，修复了R75W突变，并形成了清晰的GJP。此外，在碱基编辑操作后，缝隙连接的细胞间通讯生理功能得以恢复。

最后，为了验证他们的研究结果，研究人员在携带GJB2 R75W突变的转基因小鼠模型中进行了AAV介导的基因组编辑。被全合一AAV载体感染的耳蜗内沟细胞形成了具有五边形或六边形结构的明显GJP，与野生型细胞中观察到的结构相似。

“通过使用对内耳具有高感染性的全合一AAV载体，我们期望提高治疗效果，简化开发过程，并降低成本。此外，基于ABE的基因编辑方法预计将比传统的CRISPR-Cas9技术更具安全性、毒性更低。我们开发的AAV基因组编辑疗法还可以应用于其他导致听力损失的基因的治疗。”Kamiya博士总结道，并阐述了该研究潜在的影响。

总的来说，这些发现突出了AAV介导的基因组编辑方法在治疗遗传性听力损失方面的巨大治疗潜力。