哈佛醫學院和波士頓兒童醫院的研究人員通過基因治療,成功使遺傳性耳聾的小鼠恢復了聽力。這一成果發表在七月八日的Science Translational Medicine雜志上,為治療基因突變引起的聽力損失奠定了基礎。
“我們的基因治療還需要進一步優化,相信在不久的將來它就能用于臨床試驗,”哈佛醫學院的副教授Jeffrey Holt說。
大約有七十多種基因在突變時會導致耳聾,TMC1就是其中之一。Holt等人此前闡明了TMC1和TMC2在聽覺中起到的關鍵作用。他們發現,這兩種蛋白在毛細胞的微絨毛上形成通道,當聲波扶過微絨毛時這種通道就會打開。隨后鈣離子進入細胞生成電信號,電信號傳遞到大腦后形成聽覺。
為了對TMC1突變進行基因治療,研究人員構建了兩類小鼠模型。他們通過完全刪除TMC1基因,模擬了TMC1隱性突變的患者。兩個拷貝的TMC1突變,會使患者在很小的時候(通常兩歲左右)就出現嚴重的聽力損失。
研究人員還建立了顯性TMC1突變的疾病模型,貝多芬小鼠。顯性TMC1突變不如隱性TMC1突變常見,其單拷貝突變會使患者從10-15歲開始逐漸變聾。
研究人員將正常基因和相應啟動子(只在內耳的毛細胞中啟動基因)插入腺相關病毒載體(AAV1),然后把攜帶基因的AAV1注射到小鼠的內耳。
研究顯示,TMC1基因治療成功恢復了毛細胞對聲音的應答(生成可檢測的電流),以及腦干聽覺部分的活性。最重要的是,基因治療使耳聾小鼠恢復了聽覺。研究人員把小鼠放在盒子里,然后突然發出很大的聲音。“TMC1突變小鼠原本只會坐在那兒,經過基因治療后,它們就跟正常小鼠跳得一樣高,”Holt說。 研究人員還發現,用正常TMC2進行基因治療也能補償功能性TMC1基因的缺失。TMC2基因治療可以完全恢復隱性耳聾小鼠的聽力,部分恢復顯性耳聾小鼠的聽力。
AAV1是一種比較安全的病毒載體,已經用于多種基因療法并且進入了臨床試驗,涉及失明、心臟病、肌營養不良等疾病。研究人員希望通過進一步優化,在小鼠中實現更長時間的聽力恢復,目前聽力恢復時間可達兩個月。他們計劃在5-10年內展開TMC1基因治療的臨床試驗。
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