亨廷頓舞蹈癥的致病機理及人源HTT基因敲入模型的介紹

今天（5月15日）是國際亨廷頓舞蹈癥關(guān)愛日。作為一種“被詛咒的舞蹈”，亨廷頓疾病給患者和他們的家庭帶來了極大的困擾——不可自控地揮動手腳，而后就好像為此花光所有力氣，連說話、行動、思考和吞咽的能力也失去了。

流行病學研究發(fā)現(xiàn)，全世界的亨廷頓舞蹈癥患病率為2.7/100000，中國大概有3-4萬的患病群體。一般患者在中年發(fā)病，病情大約會持續(xù)發(fā)展10年到20年，并最終導致患者死亡。
 

亨廷頓舞蹈癥的致病機理

亨廷頓（Huntingtin, HTT）是一種與亨廷頓舞蹈癥（Huntington's disease, HD）相關(guān)的疾病基因，HTT基因在包括中樞神經(jīng)系統(tǒng)在內(nèi)的全身各組織器官中廣泛表達，是機體正常發(fā)育所必需的。HTT基因編碼區(qū)5’端附近含有一段多態(tài)性的三核苷酸（胞嘧啶-腺嘌呤-鳥嘌呤，CAG）重復(fù)序列，在翻譯過程中形成聚谷氨酰胺（polyQ）。

亨廷頓舞蹈癥是一種以紋狀體神經(jīng)元丟失為特征的神經(jīng)退行性疾病，是由HTT基因中三核苷酸（CAG）重復(fù)序列的錯誤表達引起的，當CAG重復(fù)大于35時會導致polyQ異常擴增，直接導致HTT蛋白片段錯誤折疊，與大量蛋白質(zhì)異�；プ鞑⒎e聚在細胞核和神經(jīng)終末，從而影響神經(jīng)傳導、細胞內(nèi)蛋白運輸和線粒體功能等，最終導致神經(jīng)功能失調(diào)和退化^[1]。目前并沒有可以有效預(yù)防或治療亨廷頓舞蹈癥的藥物或方法，亨廷頓舞蹈癥的機制研究和藥物及治療方法開發(fā)仍有較大需求^[2]。
 

人源HTT基因敲入模型——FVB-HTT KI(nQ)

通過基因編輯技術(shù)，我們將攜帶多個CAG重復(fù)的突變?nèi)嗽碒TT基因序列敲入到小鼠體內(nèi)，構(gòu)建了FVB-HTT KI(nQ)小鼠模型。據(jù)報道，攜帶該類突變的小鼠表現(xiàn)為亨廷頓舞蹈癥的病理特征及功能障礙表型，可用于亨廷頓舞蹈癥治療藥物的開發(fā)篩選及安全性評價^[3]�；�因和蛋白表達的檢測數(shù)據(jù)顯示該模型可成功表達突變的人源HTT基因和蛋白。

(1)人源HTT基因的表達檢測

圖1 FVB野生型小鼠（WT）和FVB-HTT KI(nQ)小鼠不同組織中人源HTT基因的表達檢測

利用人源HTT基因特異性引物，通過qPCR檢測野生型小鼠和FVB-HTT KI(nQ)小鼠不同組織中人源HTT基因的表達，結(jié)果顯示在FVB-HTT KI(nQ)小鼠的大腦、腎臟、眼球和心臟中均存在人源HTT基因的表達。

(2)人源HTT蛋白的表達檢測

圖2 FVB野生型小鼠（WT）和FVB-HTT KI(nQ)小鼠不同組織中人源HTT蛋白的表達檢測

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參考文獻：
[1]Walker FO. Huntington's disease. Lancet. 2007 Jan 20;369(9557):218-28.
[2]McColgan P, Tabrizi SJ. Huntington's disease: a clinical review. Eur J Neurol. 2018 Jan;25(1):24-34. 
[3]Crook ZR, Housman D. Huntington's disease: can mice lead the way to treatment? Neuron. 2011 Feb 10;69(3):423-35.