人工转录因子恢复Dlg4/PSD95表达改善亨廷顿病模型小鼠认知与运动学习缺陷

这篇研究通过表观遗传编辑技术构建人工转录因子PSD95-6ZF-VP64，利用AAV9载体递送至R6/2亨廷顿病（HD）模型小鼠海马区，成功恢复突触支架蛋白PSD-95（Dlg4）表达水平，显著改善早期认知障碍（Barnes迷宫/OLM测试）和运动协调缺陷（加速转棒实验）。研究证实PSD-95在HD病理前驱期的关键作用，为靶向突触可塑性的基因治疗提供新策略。

　　

研究背景
亨廷顿病（HD）是由HTT基因外显子1中CAG重复扩增引起的遗传性神经退行性疾病，以运动功能障碍和认知衰退为特征。病理始于皮质-纹状体回路，逐渐累及海马等脑区。突触后密度蛋白95（PSD-95/Dlg4）作为关键突触支架分子，在HD患者和模型小鼠中表达显著降低。研究团队此前在阿尔茨海默病（AD）模型中开发了靶向Dlg4启动子的锌指蛋白人工转录因子（ATF）PSD95-6ZF-VP64，通过融合转录激活域VP64促进组蛋白H3乙酰化，成功恢复基因表达并改善认知功能。

核心发现
在野生型海马神经元中，AAV9-PSD95-6ZF-VP64显著增加PSD-95簇密度和树突棘大小（Spine-J软件量化显示棘头面积增加p<0.001）。新生期R6/2小鼠经侧脑室注射该ATF后：

1. 分子层面：7周龄时海马Dlg4 mRNA和蛋白水平恢复至非转基因（NTg）小鼠水平（Western blot显示蛋白提升50%，Suppl. Figure 1-2）；
2. 行为改善：
   • 空间记忆：4周龄时物体位置记忆（OLM）辨别指数提升（p<0.05），7周龄Barnes迷宫初级潜伏期缩短（###p<0.001 vs 未治疗组）；
   • 运动学习：6-9周龄加速转棒测试潜伏期延长2倍（p<0.01），但握力无变化，说明特异性改善协调性而非肌力。

机制探讨
PSD-95通过锚定NMDA受体（NMDARs）和AMPA受体（AMPARs）调控突触传递。在HD中，其表达下降导致突触外NR2B-NMDARs信号异常，引发兴奋毒性。ATF治疗可能通过：

1. 重建PSD-95与支架蛋白（Shank/Homer）及信号分子（Pyk2/Kalirin-7）的相互作用；
2. 促进突触区NR1NR2A/NR2B-NMDARs复合体再聚集；
3. 增强树突棘稳定性（蘑菇棘密度增加，Fig.1D-E）。

研究意义
该工作首次将表观遗传编辑应用于HD治疗，突破传统HTT基因靶向治疗的等位基因选择难题。AAV9介导的ATF递送展现出：

1. 长效性：单次注射后表达维持1年（Fig.2C）；
2. 脑区特异性：主要靶向海马和初级运动皮层（文献49）；
3. 转化潜力：人类DLG4启动子靶序列100%保守，与临床前数据衔接。

局限与展望
当前研究仅使用快速进展的R6/2模型（CAG≈150），未来需在缓慢进展的Q175等全长HTT模型验证。作者建议探索新型BBB穿透型AAV（如STAC-BBB）用于成体治疗，并开展PSD-95与突触蛋白网络的互作组学研究。