Presenilin 1单倍剂量不足在绵羊模型中无显著表型异常：为阿尔茨海默病基因治疗提供新思路

为解决阿尔茨海默病(AD)中PSEN1基因突变导致的γ-分泌酶功能异常问题，研究人员通过CRISPR-Cas9技术构建PSEN1单倍剂量不足的绵羊模型。研究发现50%的PSEN1表达降低未影响Aβ1-40 /Aβ1-42 水平，且无皮肤病变等副作用，为靶向PSEN1的基因治疗安全性提供重要依据。

　　

阿尔茨海默病(AD)作为最常见的神经退行性疾病，其发病机制与淀粉样蛋白(Aβ)沉积密切相关。在家族性AD病例中，Presenilin 1(PSEN1)基因突变占比超过80%，这些突变通过影响γ-分泌酶复合物的功能，导致更具神经毒性的Aβ_1-42
产生增加。虽然靶向PSEN1的基因治疗被视为潜在解决方案，但该基因在胚胎发育和成年期神经系统中的多重功能使其治疗安全性存疑——既往小鼠模型显示PSEN1完全敲除会导致胚胎致死，而人类基因组数据库(gnomAD)中虽存在PSEN1单倍剂量不足个体，但长期影响尚不明确。更复杂的是，有研究推测PSEN1单倍剂量不足可能与家族性反痤疮(FAI)相关，这为基因治疗带来额外顾虑。

针对这一科学难题，由Brain Research New Zealand等机构组成的研究团队选择在进化地位更接近人类的绵羊中构建PSEN1单倍剂量不足模型。绵羊具有与人高度保守的PSEN1和APP基因序列，且会随年龄自然形成Aβ斑块和TAU缠结，是研究AD的理想大动物模型。研究人员通过CRISPR-Cas9技术对绵羊胚胎进行基因编辑，获得7只携带不同PSEN1插入/缺失突变的F₀
代个体，并选择其中1只携带1bp插入突变的母羊(AD124)通过幼畜体外受精技术(JIVET)培育F₁
代群体。

关键技术包括：1) CRISPR-Cas9介导的PSEN1基因编辑；2) MinION纳米孔测序进行基因型鉴定；3) 幼畜体外受精技术建立遗传群体；4) 单分子阵列(Simoa)检测血浆和脑脊液Aβ水平；5) 为期5年的表型追踪。

研究结果方面：

1. 基因编辑效率分析：
   通过深度测序确认F₀
   代中4只为PSEN1杂合突变，3只为嵌合体。转录组分析显示突变等位基因表达量仅为野生型的5%，符合无义介导的mRNA降解机制。

2. 遗传稳定性验证：
   F₁
   代中突变遵循孟德尔遗传规律(6:5)，4只存活个体为PSEN1单倍剂量不足，4只为野生型对照。全基因组测序证实无PSEN2脱靶效应。

3. 表型评估：
   5年观察期内，所有单倍剂量不足个体均未出现FAI皮肤病变。血液生化指标与对照组无显著差异，仅见与地域相关的轻微钙磷代谢异常。

4. Aβ动态监测：
   血浆Aβ_1-40
   (p=0.731)和Aβ_1-42
   (p=0.989)浓度在4.5岁和5.4岁时均无组间差异，脑脊液检测结果同样阴性。但单倍剂量不足组Aβ_1-40
   /Aβ_1-42
   比值变异性显著增加(Bartlett P=0.004)。

这项研究首次在大型哺乳动物中证实：PSEN1单倍剂量不足不会导致γ-分泌酶功能缺陷或FAI等副作用，为靶向PSEN1的基因治疗扫除关键安全性疑虑。特别值得注意的是，尽管突变等位基因转录本减少90%，Aβ生成仍保持稳定，提示PSEN2可能发挥代偿作用，或γ-分泌酶存在超额储备。研究同时建立了首个可存活至成年的PSEN1单倍剂量不足大动物模型，为后续研究基因剂量与AD病理进程的关系提供独特平台。

这些发现对AD治疗策略开发具有双重意义：一方面支持通过CRISPR-Cas9选择性敲除突变PSEN1等位基因的可行性；另一方面提示单纯降低PSEN1表达可能不足以改善Aβ病理，需结合其他靶点干预。未来研究将关注老年绵羊的认知变化和神经病理特征，以及PSEN2的代偿机制。该成果为攻克这一威胁全球健康的重大疾病提供了新的理论依据和技术路径。