AAV基因治疗改善婴儿帕金森病

撰文 | xiao xia

编辑 | 王聪

排版 | 水成文

多巴胺转运蛋白（DAT）由SLC6A3基因编码，其在突触前中脑多巴胺能（mDA）神经元中高度表达，负责从突触间隙重新摄取多巴胺（DA）。SLC6A3基因的双等位基因功能丧失突变，会导致多巴胺转运蛋白缺乏综合征（DTDS），这是一种极其罕见的神经退行性疾病，患者表现出婴儿帕金森病，由于缺乏治疗方法，患者往往会在儿童期死亡。

到目前为止，仅仅报道了29例多巴胺转运蛋白缺乏综合征（DTDS）病例，但由于许多患者被误诊为脑瘫，因此该疾病的实际发病率可能更高。

2021年5月19日，英国伦敦大学学院的研究人员在Science子刊Science Translational Medicine期刊上发表了题为：Gene therapy restores dopamine transporter expression and ameliorates pathology in iPSC and mouse models of infantile parkinsonism 的研究论文。

研究团队通过敲除SLC6A3基因，构建了多巴胺转运蛋白缺乏综合征（DTDS）小鼠模型，该小鼠模型表现出帕金森病症状，包括震颤，运动迟缓和过早死亡。

然后向该新生小鼠模型侧脑室注射携带了SLC6A3基因的腺相关病毒（AAV），能够增强多巴胺转运蛋白（DAT）表达水平，挽救它们的运动障碍和神经退行性病变。这些结果表明了AAV基因治疗是治疗多巴胺转运蛋白缺乏综合征（DTDS）的有前景的方法。

首先研究团队探讨了多巴胺转运蛋白（DAT）突变对神经元功能的影响，研究团队招募了两名SLC6A3纯合突变的多巴胺转运蛋白缺乏综合征（DTDS）患者，提取了他们的真皮成纤维细胞并诱导成为iPSC干细胞，发现这些细胞的多巴胺转运蛋白（DAT）活性显著中断，多巴胺代谢失调。

接下来研究团队分析了DAT功能障碍和多巴胺能失调对参与多巴胺代谢的其他关键酶的影响，发现单胺氧化酶A的疾病特异性降低，而在胶质细胞中则是单胺氧化酶B的疾病特异性减少。

因为患者来源的细胞系中总神经元显著减少，所以研究团队进一步研究了多巴胺毒性在多巴胺转运蛋白缺乏综合征（DTDS）病理发生中的作用，发现DTDS中DAT活性受损与神经毒性和凋亡性神经退行性变有关。

在建立了多巴胺转运蛋白缺乏综合征（DTDS）细胞模型后，研究团队使用该模型验证了DTDS的靶向治疗。由于蛋白质折叠缺陷、内质网滞留和成熟糖基化转运体表面表达减少，DTDS中的大多数错义变体与转运体功能丧失有关。因此，研究团队检测了热休克蛋白70（HSP70）抑制剂pifithrin-u是否可在体外挽救有缺陷的蛋白质折叠并恢复多巴胺转运蛋白（DAT）功能，发现pifithrin-u挽救了DAT功能。

随后研究团队通过慢病毒载体递送SLC6A3基因，发现通过基因治疗挽救了多巴胺转运蛋白（DAT）功能，成功地防止了多巴胺能神经退化。

总的来说，该研究阐明了婴儿帕金森病的发病机制，开发了针对该疾病靶点的基因疗法，未来将可能应用于治疗多巴胺转运蛋白缺乏综合征（DTDS）患者。

论文链接：

https://stm.sciencemag.org/content/13/594/eabd1346