最新研究发现,新的雌性小鼠系有望帮助研究人员测试基因疗法。
雷特综合征(Rett syndrome)是一种与孤独症有关的疾病。其特征表现为一岁左右发生的技能丧失、癫痫发作和智力缺陷等。该病起源于X染色体上的MECP2基因突变,主要影响女孩。携带MECP2突变的男孩大多会在子宫内或婴儿早期离世。
在发育早期,女孩每个身体细胞中会有一个X染色体随机失活。所以在患有雷特综合征的女孩中,有些细胞能够表达正常水平的MECP2蛋白,而其他细胞则不能。但每个细胞都含有一个完整版本的MECP2基因,所以研究人员尝试通过激活沉默的拷贝进行治疗。
然而,至今为止都没有很好的动物模型来测试这些治疗方法。雷特综合征的标准小鼠模型是雄性的,因为雄性小鼠疾病特征更为严重。它们的寿命仅为70天左右而非2-3岁,暴露出的问题十分明显。而雌性小鼠则相反,它们的预期寿命正常,症状较为轻微,表现出不同程度的差异,原因是每只小鼠体内表达MECP2蛋白的细胞数量和类别存在差异。
雌性突变体:
这项新研究展示了一种雌性小鼠,它们的一条X染色体几乎始终保持沉默,另一条则缺失MECP2基因。研究人员通过删除X染色体上名为Tsix的DNA片段,以确保每个细胞中的MECP2基因完全沉默。Tsix编码的RNA会干扰染色体沉默。
研究人员发现,这些雌性小鼠合成的MECP2蛋白不到正常水平的5%,寿命仅比雷特综合征雄性小鼠长3周,而且拥有与雄性小鼠相似的运动问题和震颤。
这些小鼠还出现自残倾向,这是研究人员在雄性小鼠中未发现的,提示这是一种性别特异性疾病特征。
研究人员还创建了另一种Tsix突变小鼠系,不完全沉默包含正常MECP2基因的X染色体。这些小鼠表达的MECP2蛋白达到正常水平的20%,生存情况也明显优于不表达MECP2蛋白的小鼠。
例如,MECP2蛋白仅为正常水平5%的雌性小鼠能够存活160天(比雄性小鼠多两倍),而MECP2蛋白为正常水平10-20%的雌性小鼠能够存活400天。
这些研究结果提示,即使仅部分恢复MECP2基因表达也可能有益于雷特综合征患者。相关结果最近发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)。
去年,该研究团队发现一种药物联合特定RNA片段能够使培养细胞中失活MECP2的表达增加30000倍。他们希望能在新的小鼠中测试这种治疗方法,从而判断其能否减轻疾病症状。
外文:New mouse model paves way for Rett syndrome treatments