一个冲击,而不是一个疗法:电穿孔揭示了肝细胞基因编辑疗法的疾病特异性限制
Callie Clark1, Menam Pokhrel1, Benjamin Arthur1
1Department of Bioengineering, Clemson University, Clemson, SC 29634, USA.
在家族性高胆固醇血症中,CRISPR- Cas9基因编辑针对P450氧化还原酶 (Cypor) 通过电穿孔和乙氨基选择是不可行的. 甲缺乏会影响胆固醇代谢,从而阻止小鼠的治疗效果.
科学领域:
- 基因治疗和编辑
- 肝病学和肝脏疾病
- 代谢疾病
背景情况:
- 之前的研究表明,脂质纳米粒子介导的CRISPR- Cas9对P450氧化还原酶 (Cypor) 干扰和乙氨基 (APAP) 治疗挽救了基uria的小鼠模型.
- 家庭高胆固醇血症 (FH) 是一种遗传性代谢疾病,其特征是高的LDL胆固醇,增加心血管风险.
- 细胞P450氧降酶 (Cypor) 在包括胆固醇代谢在内的各种代谢过程中起着至关重要的作用.
研究的目的:
- 研究通过电穿孔介导的针对Cypor的CRISPR-Cas9核糖蛋白进入肝细胞.
- 在同卵性家族高胆固醇血症 (Ldlr-/-) 的小鼠模型中评估APAP诱导的基因编辑肝细胞的体内选择效果.
- 评估Cypor在治疗FH中的治疗潜力.
主要方法:
- 针对Cypor的CRISPR-Cas9核糖蛋白的电解成野生型肝细胞.
- 将基因编辑肝细胞移植到Ldlr-/小鼠体内.
- 暂时使用乙氨基 (APAP) 诱导Cypor缺乏肝细胞的选择性扩张.
- 评估肝细胞移植,脂质 (LDL胆固醇,甘油三) 和动脉样硬化的发展.
主要成果:
- 与脂质纳米颗粒相比,电穿孔实现了更高的传递效率.
- 在接受APAP治疗的Ldlr-/-小鼠中观察到显著的 (高达13%) 肝细胞移植,对照组的移植很少.
- 植入Cypor缺乏肝细胞导致LDL胆固醇和甘油三降低,但没有预防动脉样硬化或肝硬化.
- 在肝脏中观察到持续的脂质积累,这归因于Cypor缺乏影响胆固醇清除.
- 在Ldlr-/-小鼠中,未经编辑的本源肝细胞无法弥补Cypor功能损失.
结论:
- 与APAP诱导的选择相结合的CRISPR- Cas9介导的Cypor knockdown不是一个可行的治疗策略.
- 在FH模型中,Cypor对胆固醇代谢至关重要,其缺乏导致的不良影响超过了潜在的益处.
- 在肝脏疾病中评估基因编辑策略的有价值方法.
- 遗传性代谢性肝脏疾病的治疗策略需要量身定制的方法,而不是一个适合所有人的解决方案.
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