PS基因编辑显示可以恢复大脑紊乱中失去的神经连接

一项新的研究表明，基因疗法能够修复患有罕见的遗传性脑部疾病——赫勒综合征(Hurler syndrome)患者的神经连接。

　　

这项研究发表在《科学报告》上。

Hurler综合征，也称为粘多糖病I型(MPS I)，是一种影响新生儿的遗传性疾病，可导致严重的认知缺陷和严重的身体异常。基因突变破坏了一种必需溶酶体酶IDUA的合成，导致进行性脑损伤。死亡发生在10岁之前。目前的治疗方法还不充分——骨髓移植是危险的，终身酶替代不能防止进行性脑损伤

明尼苏达大学的研究人员评估了明尼苏达大学发明的一种新形式的基因疗法——PS基因编辑系统——在患有赫勒综合征的老鼠身上。这种方法在肝脏中产生了非常高、持续水平的正常酶，这些酶可以通过循环系统进入大脑。利用高分辨率静息状态功能MRI (rs-fMRI)——一种用于诊断和治疗后评估的安全、无创的全脑活动成像工具——研究人员首先确定了受损的神经网络。接下来，他们评估了基因治疗后大脑功能和连通性恢复的程度。

研究人员观察到，PS基因编辑的新方法从肝脏中产生了能够维持特定神经网络内正常连接的正常酶。高分辨率rs-fMRI脑连接体成像所需的技术是由该校磁共振研究中心的研究生朱伟(音译)开发的。

该研究的资深作者之一、密歇根大学医学院教授沃尔特·洛(Walter Low)称这项研究是一项突破:“这是基因疗法首次证明，它已经纠正了一种神经系统疾病，从而恢复了大脑的连通性，这一点已被磁共振成像(rs-fMRI)证实。”

“在这项临床前研究中应用的类似rs-fMRI方法应该可以转化为临床环境和患者，特别是对于那些患有遗传性脑部疾病的患者，以及检查基因治疗后大脑网络恢复和功能的功效，”密歇根大学医学院和磁共振研究中心的资深作者、教授Wei Chen说。

研究报告的合著者、密歇根大学医学院教授Chester Whitley说:“在患有赫勒综合征的小鼠肝脏中产生正常的IDUA，并能够通过血脑屏障输送酶来纠正大脑中的异常，这是一项重大成就。”

“这种新方法将能够监测基因编辑后影响大脑功能的其他溶酶体疾病的大脑连通性”。

这项工作得到了美国国立卫生研究院拨款[R01 NS118330, U01 EB026978, R01 MH111413, R01 NS133006和P41 EB027061]， Susanne M. Schwarz基金和Hackett Royalty Fund的部分资金支持。

Journal Reference:

1. Wei Zhu, Li Ou, Lin Zhang, Isaac H. Clark, Ying Zhang, Xiao-Hong Zhu, Chester B. Whitley, Perry B. Hackett, Walter C. Low, Wei Chen. Mapping brain networks in MPS I mice and their restoration following gene therapy. Scientific Reports, 2023; 13 (1) DOI: 10.1038/s41598-023-39939-0