國際亨廷頓舞蹈癥關(guān)愛日特輯：小鼠模型助力研究新進(jìn)展

 
   
亨廷頓舞蹈癥是一種罕見的、常染色體單基因顯性遺傳病，全球患病率約為十萬分之2.7�；颊叨嘣�35～50歲發(fā)病，表現(xiàn)出不自主舞蹈樣震顫、精神障礙、癡呆。起初癥狀和體征較為隱匿，隨后呈緩慢進(jìn)行性加重，平均生存期為10-20年，目前無藥可醫(yī)。
 
今天是國際亨廷頓舞蹈癥關(guān)愛日，讓我們一起關(guān)注這一疾病，同時也共同努力，爭取早日攻克這一醫(yī)學(xué)難題。


發(fā)病機(jī)制
 
亨廷頓舞蹈癥是由于四號染色體上的亨廷頓基因（HTT）中編碼谷氨酸的CAG重復(fù)序列拷貝數(shù)異常增多，產(chǎn)生了突變的亨廷頓蛋白（mHTT），在神經(jīng)元內(nèi)積累，影響神經(jīng)細(xì)胞的正常功能，最終導(dǎo)致疾病。正常人群CAG重復(fù)數(shù)小于26，當(dāng)超過36則被稱為突變型，CAG拷貝數(shù)愈多，疾病發(fā)生的年齡愈早，后果也愈嚴(yán)重。
 
亨廷頓舞蹈癥的診斷依靠典型癥狀、體征和陽性家族史，確診需進(jìn)行基因檢測CAG重復(fù)數(shù)。
   
 
治療手段
 
目前，亨廷頓舞蹈癥的治療主要是支持治療和對癥治療，來緩解患者的震顫（VMAT2抑制劑、安定類藥物）和精神障礙（SSRI類、SNRI類藥物），改善病人生活質(zhì)量，但仍無法根治或改變疾病的發(fā)展進(jìn)程，研究人員仍在繼續(xù)尋找特異性治療方法。

多種基因療法，例如靶向突變型亨廷頓蛋白mRNA的反義寡核苷酸（ASO）療法[1]、miRNA療法[2]、CRISPR-Cas9基因編輯[3, 8]、siRNA療法[4]、CRISPR-Cas13d基因編輯技術(shù)[5]等在動物模型上取得了顯著成效，目前也有幾款藥物也進(jìn)入了臨床階段，包括三款A(yù)SO療法（Roche/Ionis的Tominersen，Wave Life Sciences公司的WVE-003和VICO Therapeutics BV公司的VO-659）和兩款A(yù)AV載體介導(dǎo)的基因療法（uniQure公司的AMT-130和Asklepios公司的BV-101）。這些療法目前都還處于臨床早期階段，其最終療效如何還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
 
目前也有幾款藥物也進(jìn)入了臨床階段，包括三款A(yù)SO療法（Roche/Ionis的Tominersen，Wave Life Sciences 公司的WVE-003和VICO Therapeutics BV公司的VO-659）和兩款A(yù)AV載體介導(dǎo)的基因療法（uniQure公司的AMT-130和Asklepios公司的BV-101）。這些療法目前都還處于臨床早期階段，其最終療效如何還有待進(jìn)一步驗(yàn)證。
 
 
小鼠模型
 
HD小鼠模型可以模擬病人的疾病表型及病理特征，為發(fā)病機(jī)制研究和開發(fā)有效的治療方法提供了關(guān)鍵信息。上述進(jìn)入臨床階段的藥物，臨床前階段都在小鼠模型上進(jìn)行過篩選和驗(yàn)證。JAX有70多種HD小鼠模型，大致可以分為以下三類：

1  HTT的N端轉(zhuǎn)基因模型
這一類模型攜帶了人類HTT基因5'端的一小部分，包括含有CAG重復(fù)區(qū)exon 1。通常呈現(xiàn)加速表型[6]，并出現(xiàn)進(jìn)行性的神經(jīng)系統(tǒng)異常，包括失去協(xié)調(diào)性、震顫、運(yùn)動不足、步態(tài)異常、神經(jīng)病理學(xué)和過早死亡。
 
R6/1和R6/2小鼠表達(dá)突變的人類HTT exon 1，是第一個轉(zhuǎn)基因品系，也是最廣泛使用的HD小鼠模型。Cas9療法的概念驗(yàn)證[3]，siRNA療法的驗(yàn)證[4]，以及Asklepios公司的基因療法BV-101的臨床前實(shí)驗(yàn)[7]，就是在R6/2小鼠（002810）體內(nèi)進(jìn)行的。
 
JAX擁有的部分HTT-N端轉(zhuǎn)基因小鼠模型如下：
2  HTT全長轉(zhuǎn)基因模型
這一類模型通過酵母或細(xì)菌人工染色體（YAC或BAC）的方法表達(dá)人源的全長突變亨廷頓蛋白。與N端轉(zhuǎn)基因模型不同，這類模型通常發(fā)病更晚，具有較慢的、進(jìn)行性的認(rèn)知和運(yùn)動障礙，并顯示出相對正常的存活率。但這類模型在測試直接針對人類HTT基因或蛋白的實(shí)驗(yàn)性療法時更具有優(yōu)勢。
 
這類模型在測試直接針對人類HTT基因或蛋白的實(shí)驗(yàn)性療法時更具有優(yōu)勢。例如ASO療法[1]和siRNA療法[4]都曾在BAC HD小鼠（008197）和YAC128小鼠（004938）上進(jìn)行過驗(yàn)證。
 
JAX擁有的部分HTT全長轉(zhuǎn)基因小鼠模型如下：   
3  Knock-in模型
 
這一類模型是通過同源重組的方式，直接將小鼠的Htt基因exon1替換為人HTT的CAG重復(fù)序列，利用小鼠內(nèi)源Htt啟動子表達(dá)HTT蛋白。這類模型可以精確控制CAG的重復(fù)數(shù)目和HTT的表達(dá)水平，可以構(gòu)建多種不同CAG重復(fù)數(shù)的品系，用于研究CAG重復(fù)數(shù)的功能。按照不同的CAG重復(fù)數(shù)，常用的小鼠模型有Q140、Q150、Q175等幾種。CRISPR/Cas9基因療法也在Q140小鼠模型上進(jìn)行了驗(yàn)證[8]。
 
JAX擁有的部分Knock-in小鼠模型如下：  
更多HD小鼠模型的資料，可以聯(lián)系杰克森實(shí)驗(yàn)室技術(shù)支持（micetech@jax.org.cn, 400-001-2626）獲取。
 
參考文獻(xiàn)：
[1] Kordasiewicz, Holly B et al. “Sustained therapeutic reversal of Huntington's disease by transient repression of huntingtin synthesis.” Neuron vol. 74,6 (2012): 1031-44. doi:10.1016/j.neuron.2012.05.009
[2] Pfister, Edith L et al. “Artificial miRNAs Reduce Human Mutant Huntingtin Throughout the Striatum in a Transgenic Sheep Model of Huntington's Disease.” Human gene therapy vol. 29,6 (2018): 663-673. doi:10.1089/hum.2017.199
[3] Ekman, Freja K et al. “CRISPR-Cas9-Mediated Genome Editing Increases Lifespan and Improves Motor Deficits in a Huntington's Disease Mouse Model.” Molecular therapy. Nucleic acids vol. 17 (2019): 829-839. doi:10.1016/j.omtn.2019.07.009
[4] Zhang, Li et al. “Therapeutic reversal of Huntington's disease by in vivo self-assembled siRNAs.” Brain : a journal of neurology vol. 144,11 (2021): 3421-3435. doi:10.1093/brain/awab354
[5] Morelli, Kathryn H et al. “An RNA-targeting CRISPR-Cas13d system alleviates disease-related phenotypes in Huntington's disease models.” Nature neuroscience vol. 26,1 (2023): 27-38. doi:10.1038/s41593-022-01207-1
[6] Menalled, Liliana et al. “Systematic behavioral evaluation of Huntington's disease transgenic and knock-in mouse models.” Neurobiology of disease vol. 35,3 (2009): 319-36. doi:10.1016/j.nbd.2009.05.007
[7] Boussicault, Lydie et al. “CYP46A1, the rate-limiting enzyme for cholesterol degradation, is neuroprotective in Huntington's disease.” Brain : a journal of neurology vol. 139,Pt 3 (2016): 953-70. doi:10.1093/brain/awv384
[8] Yang, Su et al. “CRISPR/Cas9-mediated gene editing ameliorates neurotoxicity in mouse model of Huntington's disease.” The Journal of clinical investigation vol. 127,7 (2017): 2719-2724. doi:10.1172/JCI92087