科学家首次实现用无创CRISPR法敲除焦虑基因

来源：cnBeta 　2023-06-21 11:39:16

焦虑会影响很多人，对某些人来说，药物治疗也无济于事。研究人员开发了一种新颖的非侵入性方法，可将 CRISPR/Cas9 基因编辑技术传递到大脑中（这在以前是一项挑战），以敲除导致焦虑的基因。虽然这项技术迄今为止只在老鼠身上使用过，但这些发现为开发新疗法打开了大门，尤其是对那些对药物有抵抗力的人。

心理健康是我们生活中不可或缺的一部分。心理健康不佳会影响我们的幸福感、工作能力以及与家人、朋友和更广泛社区的关系。焦虑症——包括广泛性焦虑症、恐慌症和社交焦虑症——的特征是过度恐惧和担忧，严重到足以导致严重的痛苦或功能受损。

根据世界卫生组织 (WHO) 的数据，2019 年全球有 3.01 亿人患有焦虑症，其中包括 5800 万儿童和青少年。他们还注意到，随着 COVID-19 大流行的爆发，焦虑症的患病率增加了 25%。虽然焦虑症通常通过日常药物治疗，但这可能会产生副作用，而且对某些人来说，并不能缓解他们的焦虑症状。

【资料图】

现在，研究人员已经开发出一种非侵入性方法，可将 CRISPR/Cas9 基因编辑技术输送到大脑，以敲除与小鼠焦虑和抑郁相关的基因。他们表示，这是首次成功展示能够通过血脑屏障实现基因改造的无创 CRISPR/Cas9 递送。

顾名思义，血脑屏障 (BBB) 是一种结构和功能障碍，可阻止细菌和病毒等有害物质通过血液进入大脑，同时允许必需的营养素进入。虽然这对为了维护我们的健康，BBB 非常有效，可以防止治疗剂进入大脑。

使用 CRISPR/Cas9 进行精确基因编辑已显示出治疗各种疾病的巨大潜力，包括肌肉萎缩症、HIV 和肺癌。 CRISPR 系统使用一种酶 (Cas9)，该酶在向导 RNA (gRNA) 的指导下剪切出 DNA 的特定部分。它可以去除有问题的基因，例如导致疾病的基因。但是，与其他治疗剂一样，BBB 对 CRISPR 系统提出了挑战。

在当前的研究中，研究人员对 CRISPR/Cas9 系统的鼻内递送进行了实验，以查看它是否能成功穿过 BBB 并敲除调节血清素可用性的血清素受体 (HTR2A) 基因。这种神经递质执行许多功能，包括调节情绪。血清素过少与焦虑和抑郁有关，这就是为什么患有这些疾病的人经常服用选择性血清素再摄取抑制剂 (SSRIs)，这会增加大脑中的血清素水平。

鼻内递送的治疗剂通过鼻腔内的神经通路到达中枢神经系统。它不仅是一种实用的递送方法，而且是无创的。

研究人员将一种病毒载体，即一种灭活的腺相关病毒 (AAV)，注入小鼠的鼻子，将 gRNA 传递给大脑中的神经元，使其能够与目标 HTR2A 基因结合，随后该基因被 Cas9 切除。 AAV 通常用作递送 CRISPR/Cas9 载荷的载体，因为它们被认为是安全的并且引起免疫反应的可能性很低。研究人员使用了 AAV9 亚型，这是一种高效载体，可将载荷运送到整个中枢神经系统的神经元。

在施用基因编辑包五周后，使用明暗行为测试和大理石掩埋测试来测试小鼠的焦虑。在明暗测试中，小鼠可以选择探索明亮的房间还是黑暗的房间。焦虑的老鼠往往会在暗室里呆更多的时间。对于大理石掩埋试验，将玻璃弹珠以网格状放置在锯末中，并允许小鼠在固定时间内探索笼子。焦虑的老鼠会埋下更多的弹珠。

研究人员发现接受治疗的小鼠 HTR2A 表达减少了 8.47 倍。关于大理石掩埋测试，与对照组相比，这些小鼠掩埋的大理石数量减少了 14.8%。而且，对于光暗测试，经过处理的小鼠在光照盒中停留的时间明显增加（增加了 35.7%），并且进入光照盒的次数也更多（增加了 27.5%）。这些结果与用苯二氮卓类地西泮治疗的小鼠相当，后者在光照盒中的时间为 40%，这导致研究人员得出结论，他们的 HTR2A 靶向治疗与药物的效果相当。

“我们的结果表明，即使神经元基因编辑的百分比很低，也观察到了显着的抗焦虑 [减少焦虑] 效果，”研究人员说。“CNS [中枢神经系统] 内的递送是使用无创鼻内递送平台完成的，该平台可以绕过 BBB，这通常是 CRISPR/Cas9 等大型货物的主要障碍。”研究人员表示，他们的概念验证研究表明，某些特征可以长期改变，这对开发治疗焦虑和抑郁的新药物具有重要意义，尤其是对那些对药物有抵抗力的人。

该研究发表在 PNAS Nexus 杂志上。

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