CTG重复长度作为1型强直性肌营养不良疾病严重程度和反义寡核苷酸疗效的关键决定因素

【字体: 时间:2025年06月20日 来源:Molecular Therapy Methods & Clinical Development 4.6

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  这篇综述深入探讨了1型强直性肌营养不良(DM1)中(CTG)n重复扩增长度对疾病严重程度及反义寡核苷酸(ASO)治疗效果的直接影响。研究通过CRISPR/Cas9技术构建等基因细胞模型,揭示了重复长度与异常剪接、MBNL1蛋白 sequestration 的剂量依赖性关系,并证明遗传背景可能掩盖重复长度的核心作用,为DM1个体化治疗策略提供了重要依据。

  

研究背景

1型强直性肌营养不良(DM1)由DMPK基因3'非翻译区(UTR)的(CTG)n重复扩增引发,导致多系统症状。尽管重复长度与表型相关,但其对分子病理和治疗反应的具体影响尚不明确。本研究通过比较原代细胞和CRISPR/Cas9构建的等基因细胞系,系统评估了重复长度对疾病标志物及ASO疗效的影响。

原代细胞中ASO疗效的异质性

在携带800、1200和>3000次CTG重复的原代DM1肌细胞中,靶向重复序列的阻断型ASO和靶向DMPK的gapmer ASO均能下调DMPK mRNA,但剪接校正效果有限。进一步分析显示,原代细胞的DMPK表达水平差异显著(如pDM>3000表达量仅为iDM2900的50%),且剪接异常程度与重复长度无明确相关性,提示遗传背景等因素干扰了表型评估。

等基因细胞模型的构建与验证

为解决混杂因素,研究团队利用Cas9 nickase技术,从iDM2900细胞系(CTG2900)衍生出携带0、1200和2200次重复的等基因细胞系。光学基因组映射(OGM)证实了重复长度的精确调控,且未检测到其他微卫星位点的脱靶效应。该模型显示:

  1. DMPK表达量在等基因系中保持一致;
  2. 重复长度与MBNL1外显子5异常包含、CLASP1外显子19异常跳跃呈正相关;
  3. 核内游离MBNL1蛋白水平随重复增加而递减,证实了毒性RNA的剂量依赖性 sequestration 效应。

重复长度对ASO治疗的调控作用

在等基因模型中,gapmer ASO对所有重复长度的DMPK均实现强力下调(至21%-26%),并基本纠正剪接异常;而阻断型ASO的剪接校正效果随重复延长逐渐减弱(如iDM2900中MBNL1 ex5包含率从37%降至27%)。值得注意的是,CLASP1 ex19在短重复细胞中出现"矫枉过正"现象,可能与MBNL1释放后的瞬时过补偿有关。

临床意义与展望

研究首次在等基因背景下证明:

  1. DM1病理严重程度直接取决于(CTG)n长度而非单纯DMPK表达量;
  2. ASO疗效存在重复长度依赖性,gapmer策略可能更适合长重复患者;
  3. 当前临床试验未充分考虑遗传异质性,可能导致疗效评估偏差。未来需开发涵盖更广重复谱系的模型,并探索组织特异性递送系统以克服肌肉摄取障碍。
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