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综述:AAV递送的基因编辑疗法治疗中枢神经系统疾病的趋势与挑战:对神经退行性疾病的启示
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月04日 来源:Molecular Therapy Nucleic Acids 6.1
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这篇综述深入探讨了AAV(腺相关病毒)递送CRISPR-Cas基因编辑系统治疗中枢神经系统(CNS)疾病的前景与挑战,聚焦阿尔茨海默病(AD)和帕金森病(PD)的临床前研究。文章系统分析了AAV载体的优化策略(如PHP.eB等新型衣壳)、CRISPR工具(如dSaCas9-KRAB-MeCP2表观编辑器)的递送瓶颈,以及靶向APOEε4和SNCA等关键基因的精准治疗路径,为神经退行性疾病的基因疗法提供了重要洞见。
病毒载体基因治疗是神经系统疾病的长效治疗策略。AAV因其低免疫原性、组织特异性及非整合特性成为CNS递送的黄金标准。然而其~4.7 kb的包装容量限制了CRISPR-Cas系统的递送,尤其是SpCas9(4.2 kb)等大体积效应蛋白。通过微型化改造(如SaCas9仅3.1 kb)或拆分双AAV策略(如v3em PE-AAV实现42%脑编辑效率)可部分解决该问题。
CREATE技术衍生的PHP.eB和CAP-B22等衣壳显著提升BBB穿透能力,在灵长类中实现神经元特异性转导。例如AAV-CAP-B10在狨猴脑部的转导效率较AAV9提高5倍,同时肝脏脱靶降低20倍。而rAAV2-retro支持逆向运输,可靶向投射神经元网络。
从传统Cas9到超紧凑Cas12f(1.3 kb)和RNA靶向Cas13d(2.8 kb),编辑工具持续进化。其中,碱基编辑器(CBE/ABE)可精确修正APOEε4→ε3,而表观编辑器dCas9-KRAB-MeCP2通过甲基化SNCA内含子1实现30%表达下调,缓解PD模型病理。
APOEε4是AD最强遗传风险因子,其致病机制涉及Aβ清除障碍。AAV递送的dSaCas9-KRAB-MeCP2系统可抑制75%小鼠ApoE表达;而AAVrh.10-APOE2Christchurch(R136S)通过过表达保护性变体,在AD小鼠中同时减少淀粉样斑块和tau缠结。
SNCA基因剂量与α-突触核蛋白聚集直接相关。LV递送的dCas9-DNMT3A通过甲基化SNCA内含子1调控表达,在PD患者iPSC衍生多巴胺神经元中挽救线粒体功能障碍。针对A53T突变体的SaCas9-KKH编辑则显著改善大鼠模型运动症状。
免疫原性、肝脏脱靶和递送效率仍是主要障碍。未来需结合非侵入性给药(如聚焦超声)、miRNA去靶化(如miR-122抑制肝脏表达)和细胞特异性启动子(TH/ChAT)优化治疗窗口。随着GMP级AAV生产和临床转化推进,精准基因编辑有望重塑神经退行性疾病治疗格局。
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