携带肌节致病性变异的肥厚型心肌病猪模型中的围产期死亡研究

为解决肥厚型心肌病（HCM）的病理机制与治疗难题，研究人员通过CRISPR/Cas9和碱基编辑技术构建携带双等位截短MYBPC3或杂合错义MYH7变异的猪模型。结果显示，基因编辑猪出现心脏肥大和围产期死亡，提示猪对肌节基因突变高度敏感，为人类严重HCM提供了新模型，但同时也揭示了猪作为HCM模型的局限性。

　　

肥厚型心肌病（HCM）是一种常见的遗传性心脏病，主要由肌节蛋白基因突变引起，如肌球蛋白结合蛋白C3（MYBPC3）和肌球蛋白重链7（MYH7）。尽管成人HCM患者可通过药物控制症状，但婴儿期发病的严重HCM常迅速进展为心力衰竭并导致死亡。目前缺乏能准确模拟人类HCM病理过程的大型动物模型，限制了新疗法的开发。

为解决这一问题，德国慕尼黑工业大学等机构的研究人员利用CRISPR/Cas9基因组编辑和碱基编辑技术，在猪模型中分别引入双等位MYBPC3截短突变和杂合MYH7错义突变（p.Arg453Cys），并通过体细胞核移植（SCNT）技术克隆基因编辑猪。研究团队对突变猪的心脏表型、基因表达和蛋白水平进行了系统分析，相关成果发表在《Journal of Molecular and Cellular Cardiology Plus》。

关键技术包括：1）CRISPR/Cas9介导的MYBPC3外显子6/23靶向编辑；2）胞嘧啶碱基编辑器（CBE）实现MYH7 c.1357C>T精准编辑；3）体细胞核移植克隆技术；4）RT-qPCR和Western blot分析基因表达及蛋白水平；5）组织病理学评估心脏表型。样本来源于德国地方猪和黑迷你猪的胎儿/肾脏成纤维细胞。

研究结果部分：

1. MYBPC3编辑猪模型的构建与表型
   通过CRISPR/Cas9在猪肾脏成纤维细胞中引入外显子6或23突变，获得多种双等位突变克隆。SCNT后产生的复合杂合突变猪表现为心脏重量/体重比增加47%，MYBPC3突变蛋白水平仅为野生型的3-8%，并伴随心衰标志物NPPA/NPPB mRNA显著上调。

2. MYH7编辑猪的非致死性突变尝试
   采用CBE技术成功构建杂合p.Arg453Cys MYH7突变猪，但所有仔猪均围产期死亡。病理分析显示心室重量/体重比增加48%，肺部出现胎儿肺不张和肺泡水肿，提示心脏功能衰竭可能是死亡原因。

讨论与结论：
研究发现，无论是MYBPC3双等位突变还是MYH7杂合突变，均导致猪围产期死亡，这与人类HCM患者临床病程存在显著差异。值得注意的是：1）猪心肌对肌节蛋白突变异常敏感，可能与其独特的发育特征（如心肌细胞增殖期短、胎盘氧交换效率低）有关；2）与小鼠模型相比，猪更接近人类心脏生理，但对HCM突变的耐受性反而更低；3）基因编辑技术本身并非限制因素，因其他基因编辑猪模型可正常存活。

该研究首次系统比较了不同HCM致病突变在猪模型中的效应，虽然未能获得存活模型，但揭示了大型动物模型开发的生物学限制，为未来HCM研究模型选择提供了重要参考。同时，极低水平的MYBPC3突变蛋白提示单倍剂量不足可能是关键致病机制，这为针对MYBPC3缺失型HCM的基因治疗策略提供了理论依据。