基于hfCas13d介导的AQP1/CA2 mRNA靶向编辑治疗高眼压的基因疗法研究

本研究针对青光眼治疗中药物依从性差和疗效不足的临床难题，开发了基于hfCas13d系统的RNA编辑疗法。斯坦福大学团队通过靶向敲低房水生成关键基因AQP1（水通道蛋白1）和CA2（碳酸酐酶2），在野生型和小鼠激素性高眼压模型中实现眼压显著降低（平均3.7 mmHg），同时促进视网膜神经节细胞（RGC）存活。该研究为青光眼治疗提供了可调节、非永久性基因干预新策略，发表于《PNAS Nexus》。

　　

青光眼作为全球不可逆性视力丧失的首要病因，其核心病理特征是高眼压（IOP）导致的视网膜神经节细胞（RGC）进行性死亡。尽管现有药物可通过抑制碳酸酐酶（CA2）或促进房水引流来降低眼压，但长期使用全身性碳酸酐酶抑制剂会引发肾结石等并发症，而患者对每日滴眼液的依从性不足50%。更棘手的是，约30%患者对现有治疗反应不佳。这些临床痛点呼唤一种精准、长效且可调节的新型治疗策略。

斯坦福大学医学院眼科团队在《PNAS Nexus》发表的研究中，创新性地采用RNA靶向CRISPR-Cas13d系统，通过腺相关病毒（AAV）载体递送，特异性敲低小鼠睫状体中两个房水生成关键基因——水通道蛋白1（AQP1）和碳酸酐酶2（CA2）的mRNA。这种基因编辑疗法在野生型小鼠中实现眼压降低14-19%，在激素诱导的高眼压模型中更显著降低21.8%，且不改变房水流出易度。值得注意的是，治疗组小鼠视网膜神经节细胞存活率显著提高，为青光眼神经保护提供了新思路。

研究团队运用了四项关键技术：1）通过高通量筛选确定hfCas13d为最优RNA编辑工具；2）采用ShH10血清型AAV实现睫状体高效转导；3）建立地塞米松21-乙酸酯（DEX-Ac）诱导的小鼠高眼压模型；4）整合光学相干断层扫描（SD-OCT）、模式视网膜电图（PERG）和灌注分析等多模态评估体系。

hfCas13d在细胞系中的编辑效率优势
通过比较hfCas13X与hfCas13d在HEK293T、NIH3T3和Neuro2a细胞中的表现，发现hfCas13d对CA2的敲低效率达78.9±3.8%（mCA2-sg2位点），显著优于hfCas13X。在AQP1靶向实验中，hfCas13d在N2a细胞中实现44.5±5.7%的mRNA降解（mAQP1-sg3位点），而hfCas13X在同一细胞系中几乎无效。

野生型动物模型的治疗效应

激素性高眼压模型的神经保护
在地塞米松处理小鼠中，AAV-Cas13d不仅阻止眼压进一步升高（较未治疗组低3.7±1.1 mmHg），还使外周视网膜RBPMS⁺
神经节细胞密度增加23%。

治疗安全性与机制验证
SD-OCT显示治疗组视网膜神经纤维层厚度无异常，PERG检测P1-N2振幅未受影响。灌注实验证实眼压降低源于房水生成减少而非流出通路改变，这与传统前列腺素类药物的作用机制形成互补。

这项研究开创性地将RNA编辑技术应用于青光眼治疗领域，其突破性体现在三方面：1）可逆性干预避免DNA编辑的永久性风险；2）双靶点协同作用增强疗效；3）AAV载体实现长效治疗（单次注射维持≥4周）。研究者特别指出，hfCas13d系统的剂量可调性使其能根据疾病分期个体化给药，这对需要终身管理的慢性眼病至关重要。

目前该团队正在优化AAV血清型以精确靶向睫状体非色素上皮细胞，并探索亚结膜注射等更安全的给药方式。这项技术不仅为青光眼患者带来摆脱每日滴药的希望，其模块化设计更为其他分泌异常疾病（如脑脊液过多）的治疗提供了范式参考。