哈佛医学院和波士顿儿童医院的研究人员通过基因治疗,成功使遗传性耳聋的小鼠恢复了听力。这一成果发表在七月八日的Science Translational Medicine杂志上,为治疗基因突变引起的听力损失奠定了基础。
“我们的基因治疗还需要进一步优化,相信在不久的将来它就能用于临床试验,”哈佛医学院的副教授Jeffrey Holt说。
大约有七十多种基因在突变时会导致耳聋,TMC1就是其中之一。Holt等人此前阐明了TMC1和TMC2在听觉中起到的关键作用。他们发现,这两种蛋白在毛细胞的微绒毛上形成通道,当声波扶过微绒毛时这种通道就会打开。随后钙离子进入细胞生成电信号,电信号传递到大脑后形成听觉。
为了对TMC1突变进行基因治疗,研究人员构建了两类小鼠模型。他们通过完全删除TMC1基因,模拟了TMC1隐性突变的患者。两个拷贝的TMC1突变,会使患者在很小的时候(通常两岁左右)就出现严重的听力损失。
研究人员还建立了显性TMC1突变的疾病模型,贝多芬小鼠。显性TMC1突变不如隐性TMC1突变常见,其单拷贝突变会使患者从10-15岁开始逐渐变聋。
研究人员将正常基因和相应启动子(只在内耳的毛细胞中启动基因)插入腺相关病毒载体(AAV1),然后把携带基因的AAV1注射到小鼠的内耳。
研究显示,TMC1基因治疗成功恢复了毛细胞对声音的应答(生成可检测的电流),以及脑干听觉部分的活性。最重要的是,基因治疗使耳聋小鼠恢复了听觉。研究人员把小鼠放在盒子里,然后突然发出很大的声音。“TMC1突变小鼠原本只会坐在那儿,经过基因治疗后,它们就跟正常小鼠跳得一样高,”Holt说。 研究人员还发现,用正常TMC2进行基因治疗也能补偿功能性TMC1基因的缺失。TMC2基因治疗可以完全恢复隐性耳聋小鼠的听力,部分恢复显性耳聋小鼠的听力。
AAV1是一种比较安全的病毒载体,已经用于多种基因疗法并且进入了临床试验,涉及失明、心脏病、肌营养不良等疾病。研究人员希望通过进一步优化,在小鼠中实现更长时间的听力恢复,目前听力恢复时间可达两个月。他们计划在5-10年内展开TMC1基因治疗的临床试验。
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