印記基因UBE3A異常導(dǎo)致的天使綜合征背后的母源基因異常機(jī)理介紹

走進(jìn)「罕見病十宗罪」專欄，為你解密罕見疾病的發(fā)生發(fā)展機(jī)制、行業(yè)研究進(jìn)展（基因治療等）、推動(dòng)成果轉(zhuǎn)化的臨床前創(chuàng)新策略（模型構(gòu)建及藥物篩選等）。

一個(gè)人像媽媽還是像爸爸，從遺傳角度來說比較復(fù)雜，其中，基因組印記起著重要作用�；�因組印記，又稱遺傳印記，是通過生化途徑，在一個(gè)基因或基因組域上標(biāo)記其雙親來源信息的遺傳學(xué)過程。這類基因稱作印記基因，有些印記基因只從母源染色體上表達(dá)，有些則只從父源染色體上表達(dá)。印記基因?qū)Υ竽X功能、行為發(fā)育等至關(guān)重要，當(dāng)其表達(dá)紊亂或產(chǎn)生缺陷時(shí)，可能就會(huì)導(dǎo)致疾病的發(fā)生。本期我們要關(guān)注的是印記基因UBE3A異常導(dǎo)致的天使綜合征（Angelman syndrom, AS）。
 

天使綜合征的臨床表現(xiàn)和致病機(jī)理

Angelman綜合征是一種罕見的、嚴(yán)重的神經(jīng)發(fā)育障礙疾病，多見于兒童。大多數(shù)AS患者會(huì)將雙手舉高，不斷揮舞，并出現(xiàn)腳下不穩(wěn)、枕部扁平的情況，而且喜歡吐舌，表現(xiàn)為過度快感。天使綜合征又叫快樂木偶綜合征，因?yàn)榛颊叩哪X神經(jīng)異常，導(dǎo)致其長(zhǎng)時(shí)間的快樂和興奮。正常人腦組織中的母源性UBE3A基因表達(dá)活躍，而父源性UBE3A基因相對(duì)沉默；當(dāng)缺失基因的染色體來源于母親，則會(huì)導(dǎo)致孩子患Angelman綜合征。
 

UBE3A相關(guān)的基因療法

Angelman綜合征目前還沒有特效的治療方法，靶向致病基因UBE3A的療法主要是ASO相關(guān)的基因治療，原理為通過ASO減少 Ube3a-ATS的數(shù)量，重新激活父源UBE3A的基因表達(dá)^[1]。

比如，Ionis的管線ION-582就是通過ASO藥物靶向Ube3a-ATS基因3’端Snord115基因下游來激活父源UBE3A的基因表達(dá)。有科研人員通過CRISPR-Cas9系統(tǒng)同樣通過靶向位于的Snord115基因，可有效激活神經(jīng)元中父方來源Ube3a基因的表達(dá)^[2]。在藥物管線臨床前研究和文獻(xiàn)中，主要使用的是Ube3a-KO小鼠模型。

為更好地推動(dòng)基因治療在UBE3A異常導(dǎo)致Angelman綜合征方面的進(jìn)展，賽業(yè)生物自主研發(fā)了hUBE3A全基因組人源化小鼠及UBE3A-KO疾病模型小鼠。
 

HUGO-GT^TM全基因組人源化模型構(gòu)建計(jì)劃

不僅是上述提及的天使綜合征，針對(duì)視網(wǎng)膜色素變性（RP）、黃斑變性（AMD）、帕金森�。≒D）等多種疾病類型，如果要深入研究其致病機(jī)理，長(zhǎng)片段甚至全基因組人源化小鼠是更好的選擇。但全基因組替換所需的技術(shù)難度高，大規(guī)模引入的外源序列可能會(huì)影響原本基因的表達(dá)調(diào)控。

為此，賽業(yè)生物啟動(dòng)了HUGO-GT^TM計(jì)劃，基于自主研發(fā)的TurboKnockout-Pro技術(shù)，對(duì)鼠源基因?qū)崿F(xiàn)原位替換，成功構(gòu)建了涵蓋更豐富干預(yù)靶點(diǎn)的全基因組人源化小鼠。HUGO-GT^TM小鼠搭載了更高效的大片段載體融合技術(shù)，可以作為萬能模板進(jìn)行針對(duì)性的突變定制服務(wù)，是更貼近真實(shí)世界生物機(jī)制的藥物臨床前研究模型。

注：HUGO-GT^TM即Humanized Genomic Ortholog for Gene Therapy
 

參考文獻(xiàn)：
[1]Meng L , Ward A J , Chun S ,et al.Towards a therapy for Angelman syndrome by targeting a long non-coding RNA[J].Nature, 2015, 518(7539):409-412.DOI:10.1038/nature13975.

[2]Wolter J M , Mao H , Fragola G ,et al.Cas9 gene therapy for Angelman syndrome traps Ube3a-ATS long non-coding RNA[J].Nature, 2020, 587(7833):1-4.DOI:10.1038/s41586-020-