青科沙龙第42期丨亨廷顿基因敲入猪模型与基因治疗
研究内容：
亨廷顿疾病是典型人类神经退行性疾病，亨廷顿基因敲入猪（HD-KI）模型表现出亨廷顿病的典型神经细胞死亡特性与运动功能障碍。HD-KI猪能够模拟人类HD患者的病理表型特征以及行为表型特征并且可以稳定的将这些表型传递给后代。利用这个基因敲入猪模型通过AAV病毒载体表达CRISPR/Cas9基因编辑的技术将变异亨廷顿基因序列替换为正常人亨廷顿基因序列，首次在国际上证明基因治疗能有效的改善神经退行性疾病大动物模型的病理变化以及行为症状。
2023年2月16日，暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院李晓江教授，李世华教授，闫森研究员，联合中国科学院广州生物医药与健康研究院赖良学研究员在Nature Biomedical Engineering上发表题为 Cas9-mediated replacement of expanded CAG repeats in a pig model of Huntington’s disease 的研究论文 。该工作利用AAV病毒载体表达CRISPR/Cas9基因编辑的技术修复及敲除亨廷顿猪模型的突变基因，首次在国际上证明基因治疗能有效的改善神经退行性疾病大动物模型的病理变化以及行为症状。
李晓江教授团队曾在2017年首次报道 CRISPR/Cas9可以有效治疗亨廷顿疾病小鼠模型 (Yang et al., 2017 J Clin Invest)。然而， 基因修饰的亨廷顿疾病小鼠模型并不表现出明显的神经细胞死亡特性。这一缺陷妨碍了利用小鼠模型来严格评价药物及基因治疗的有效性。由于大动物模型在大脑和结构功能上与人类更为相似。李晓江教授团队与赖良学研究员团队在2018年建立了国际首例基因敲入猪模型来模拟亨廷顿病的典型神经细胞死亡特性与运动功能障碍 。该模型为基因治疗神经退行性疾病提供了一个重要的动物模型。
利用这个基因敲入猪模型，研究人员通过CRISPR/Cas9引起的同源臂重组将变异亨廷顿基因序列替换为正常人亨廷顿基因序列。同时还测试了脑部直接注射及周围静脉注射AAV病毒载体携带的CRISPR/Cas9对亨廷顿疾病模型猪的治疗作用， 两种方法都可以把变异亨廷顿基因序列替换为正常基因序列, 并能有效治疗大动物模型的病理变化以及运动症状。同时，该研究从多方面评估了这一治疗方法的安全性。亨廷顿疾病模型猪基因治疗的方式也为治疗其他神经退行性疾病提供了理论基础与新的思路。