在SCN3A脑病变的干细胞衍生神经元模型中的异常电流的有针对性的阻塞
Guojie Qu1, Julie P Merchant2, Jérôme Clatot1,3
1Division of Neurology, Department of Pediatrics, The Children's Hospital of Philadelphia, Philadelphia, PA, 19104, USA.
Brain : a journal of neurology
|November 7, 2023
概括
在SCN3A中错误的变异会导致神经发育障碍. 这项研究使用了人类iNeurons来显示p.Ile875Thr变体增加了持续的电流,导致神经元异常发射和SCN3A-NDD的潜在治疗点.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 遗传学 是一个遗传学.
- 分子生物学分子生物学
背景情况:
- SCN3A中的误解变异与SCN3A相关的神经发育障碍 (SCN3A-NDD) 有关,特点是和皮质形.
- 导致SCN3A遗传变异导致病理的确切机制尚未完全理解,此前的研究仅限于异质细胞系统.
研究的目的:
- 使用CRISPR/Cas9编辑的人类诱导多能干细胞衍生神经元 (iNeurons) 调查SCN3A-NDD的致病机制.
- 描述SCN3A p.Ile875Thr变体对人类神经元功能和刺激性的电生理影响.
主要方法:
- 使用CRISPR/Cas9基因编辑,将SCN3A p.Ile875Thr变异引入对照人体诱导多能干细胞 (iPSC) 线.
- Ngn2快速诱导协议产生了表达SCN3AmRNA和Nav1.3电流的谷氨基基前脑类神经元 (iNeurons).
- 进行了全细胞补丁记录,以评估控制和变异表达iNeurons中的Na+电流和内在刺激性.
主要成果:
- 在SCN3A-p.Ile875Thr iNeurons中,出现了缓慢失活/持续的Na+电流增加,异常的发射模式 (paroxysmal bursting,平原潜力与动作潜力失效),以及高极化动作潜力的值.
- 这些发现在来自SCN3A-p.Ile875Thr变异和CRISPR校正同位素对照的患者的iNeurons中得到了验证.
- Nav1.3选择性阻断剂ICA-121431在变异iNeurons中使异常发射和动作潜能值正常化,同时降低了对照神经元的兴奋性.
结论:
- 人类iNeurons有效地模拟了SCN3A遗传变异的功能后果,揭示了对影响神经元刺激性的离子通道复杂的功能增益效应.
- 选择性阻断或抑制Nav1.3通道为SCN3A-NDD提供了潜在的治疗策略,考虑到神经系统发育期间SCN3A的短暂表达.
