AAV9介导的hamartin基因疗法在1型结节性硬化症随机脑模型中的治疗潜力

本研究针对1型结节性硬化症(TSC1)的神经病理学缺陷，通过系统性递送AAV9-hamartin载体，在Tsc1条件性敲除小鼠模型中实现了跨血脑屏障的基因替代治疗。研究团队采用临床优化载体(AAV9-CB6-hamartin)，证实该疗法可显著延长模型小鼠生存期(>120天)，改善脑室扩张、SVZ细胞异常增殖及髓鞘形成障碍，并通过MRI和免疫组化证实其能逆转Tsc1缺失导致的皮质结构紊乱和微胶质细胞激活。该研究为TSC1的基因治疗提供了临床前证据，发表于《Molecular Therapy Methods》。

　　

研究背景与科学问题

结节性硬化症(Tuberous Sclerosis Complex, TSC)是一种累及多器官的遗传性疾病，90%患者伴随神经系统症状如癫痫、自闭症和认知障碍。其发病机制源于TSC1/TSC2基因突变导致hamartin-tuberin复合体功能丧失，进而引起mTORC1信号通路过度激活。尽管雷帕霉素类似物可缓解部分症状，但存在免疫抑制、对神经发育潜在影响等局限性。更关键的是，现有疗法无法根治疾病根源——基因缺陷本身。这促使研究者探索基因替代疗法的可能性，特别是针对占TSC病例20-30%的TSC1突变型。

研究方法与技术路线

研究采用三重技术体系：(1) 构建AAV9-CB6-hamartin临床级载体；(2) 建立随机性脑模型——通过新生鼠侧脑室注射AAV1-Cre诱导Tsc1^flox/flox小鼠中枢神经系统多细胞类型缺失；(3) 多模态评估：生存分析(n=20/组)、7T MRI定量脑室体积/T2高信号病灶、免疫荧光追踪Ki67⁺细胞增殖及MBP⁺髓鞘动态变化，结合CD68/Iba1标记解析微胶质细胞表型转换。

研究结果

剂量依赖性生存改善

在P21静脉注射AAV9-hamartin后，最高剂量组(5×10¹³ vg/kg)使中位生存期从46天延长至>120天（p<0.0001），RT-qPCR证实载体在皮层、海马和小脑广泛表达。

神经病理学挽救

AAV1-Cre组出现皮质层状结构破坏和海马CA1区萎缩，而治疗组神经元迁移异常仅部分改善。MRI显示治疗使脑室体积从5.9 mm³恢复至9.0 mm³（接近野生型10.3 mm³，p=0.041），T2病灶面积从40.6 mm²降至14.4 mm²。

髓鞘再生与微环境重塑

MBP免疫染色显示治疗组在P63时髓鞘覆盖率与野生型无差异（皮层42.1% vs 43.2%）。CD68⁺微胶质细胞从促炎表型（P21峰值）转变为表达IL-10/CD206的修复表型，伴随ARG1⁺细胞增加，提示组织修复激活。

结论与意义

该研究首次证明系统性AAV9-hamartin递送可跨越血脑屏障，通过以下机制发挥疗效：(1) 直接补充神经元/胶质细胞的hamartin蛋白；(2) 抑制SVZ祖细胞异常增殖；(3) 促进时序性髓鞘再生；(4) 诱导微胶质细胞向修复表型极化。尽管对早期神经元迁移障碍改善有限，但为TSC1的临床转化提供了关键证据——尤其针对儿童患者，因其髓鞘发育窗口期较长（持续至20-30岁），基因治疗可能通过改善髓鞘完整性减少癫痫发作。研究同时揭示了mTORC1调控神经-胶质互作的新机制，为其他神经发育障碍的基因治疗策略提供参考。