体内碱基编辑在人源化小鼠模型中挽救常染色体显性多囊肾病

来源: 作者: 添加时间:2026/11/3 点击次数:18

来源:Nature Communications,2025年,16:11212;DOI: 10.1038/s41467-025-65997-1

常染色体显性多囊肾病(ADPKD)是最常见的遗传性肾病之一,由PKD1或PKD2基因突变引起,以双侧肾脏囊肿进行性增大为特征,并累及心脏、肝脏等肾外器官,最终可进展为肾衰竭。点突变是ADPKD最主要的突变类型,直接纠正致病点突变,有望从源头阻止囊肿发生。

美国梅奥诊所李小刚研究团队在《自然·通讯》发表研究,利用腺嘌呤碱基编辑器(ABE9)开发广谱表达与肾脏特异性启动子介导的两套编辑系统,经AAV9递送,在人源化Pkd1^RC/RC小鼠中验证单次给药即可矫正PKD1基因R3277C(p.Arg3277Cys)致病突变。

广谱Cbh启动子构建的双AAV拆分-内含肽ABE9系统,单次静脉注射1×10¹¹或1×10¹² vg后,3月龄小鼠肾囊肿指数、肾重/体重比、血尿素氮和肌酐均显著下降(图1)。早期(PN14)注射效果优于PN28,高剂量组肾脏DNA碱基编辑效率达11.6%,心脏21.3%,肝脏40.1%,并部分恢复成熟型多囊蛋白PC1-NTR表达。治疗还降低心重/体重比、减轻心肌肥厚;6月龄随访疗效稳定,编辑效率仍维持肾脏12.1%、心脏22.4%、肝脏38.2%。


图1 Cbh-ABE9-dual-AAV9单次注射延缓Pkd1^RC/RC小鼠肾囊肿生长(引自原文Fig. 1)

肾脏特异性Ksp(钙粘蛋白-16)启动子系统肾脏编辑效率达23.4%,高于Cbh系统,心脏几乎无编辑活性;其同样延缓囊肿生长、改善肾功能,但未能改善心肌肥厚(图2),印证ADPKD为全身性疾病,肾外病变需广谱系统处理。

图2 Ksp-ABE9-dual-AAV9肾脏特异性编辑系统(引自原文Fig. 4)

在进展更快的Pkd1^RC/null小鼠中,两种系统均显著延长生存期:对照组平均存活23天,Cbh组33天,Ksp组37天(图3)。安全性方面,该系统旁系编辑极低、预测脱靶位点无显著编辑,并降低肾脏、心脏、肝脏纤维化、巨噬细胞浸润及囊肿上皮增殖,未见明显肝肾毒性。

图3 ABE9碱基编辑延长Pkd1^RC/null小鼠生存期(引自原文Fig. 6)

总结评论

本研究是ADPKD体内碱基编辑的概念验证,证明无需DNA双链断裂即可直接修正致病点突变,单次AAV给药可长期缓解多器官病变,为ADPKD及其他遗传性肾病的基因治疗提供重要临床前依据。

文章亮点

1. 两套编辑系统对比:广谱与肾脏特异性启动子并行验证,兼顾多器官系统治疗与器官选择性编辑。

2. “hit-and-go”模式:AAV拷贝数与Cas9表达随时间下降,而已建立的碱基改变永久保留,降低长期Cas9暴露风险。

3. 多器官表型全面评估:涵盖囊肿、心脏肥厚、肝功能、纤维化、免疫浸润与生存期,契合ADPKD全身性疾病特征。

4. 现存局限:双AAV拆分对剂量要求高,高剂量AAV在人体有免疫风险,需开发单AAV紧凑型编辑器或LNP等非病毒递送;模型仅针对单一R3277C突变,临床转化仍需更多探索。