本技术涉及一种重组人FMR1基因构建体及其在治疗脆性X综合征和相关疾病中的应用。该方法旨在为患者提供一种新的治疗选择,以改善其健康状况。
背景技术
脆性X综合征(FXS)是一种X连锁疾病,影响全球大约四千分之一的男性和八千分之一的女性。它是导致智力障碍和自闭症的主要遗传病因。许多FXS患者还患有注意力缺陷多动障碍(ADHD)、癫痫发作易感性增加、焦虑和语言障碍。FXS是由脆性X基因FMR1的5’非翻译区(UTR)内CGG三核苷酸重复扩增引起的。
该基因座的正常长度在5到44个CGG重复之间。然而,较长延伸的CGG重复在从父母遗传给孩子时容易不稳定。前突变等位基因(55-200个CGG重复)是脆性X相关震颤/共济失调综合征(FXTAS)(一种晚发性神经退行性疾病)和脆性X相关原发性卵巢功能不全(FXPOI)(一种导致女性生育问题的疾病)的致病突变。完全突变(大于200个CGG重复)是脆性X综合征(FXS)的主要病因。FXS是导致智力障碍和自闭症谱系障碍最常见的单基因病因。具有FMR1前突变的个体有患上FXTAS或FXPOI的风险(女性为1:130-1:256,男性为1:250-1:810),具有完全突变的个体被诊断为FXS(女性为1:2500至1:8000;男性为1:5000)。
当FMR1基因上存在前突变等位基因时,它会转录成信使RNA(mRNA)。但是,它位于起始密码子的上游,不会作为典型蛋白质异形体的一部分进行翻译。虽然导致FXTAS和FXPOI的机制尚不完全清楚,但较长的CGG重复延伸被认为会改变基因如何表达(更高的mRNA水平和替代翻译起始)以及其他蛋白质如何与CGG重复或替代FMRP异形体相互作用。替代地,当FMR1基因上存在完全突变等位基因时,它会发生表观遗传变化,包括CGG重复内和沿着启动子区域的胞嘧啶核苷酸的甲基化,以及组蛋白的修饰以具有异染色质特征。这些变化导致FMR1沉默,使得该基因既不会显著转录为mRNA,也不会显著翻译为蛋白质。虽然导致转录沉默的确切机制和事件顺序仍未完全了解,但是这些表观遗传改变的最终结果是突触功能调节子FMR1(也称为脆性X智力迟钝蛋白(FMRP))的缺失。
有强有力的证据表明FMRP的缺失会导致FXS症状,因为FMR1中其他地方发生突变或缺失的罕见患者也会出现FXS。此外,FMR1基因敲除(KO)小鼠模型重现了人疾病的许多关键特征,包括学习障碍、异常的社交和焦虑行为、增强的癫痫易感性和树突棘形态异常。FMRP是一种RNA结合蛋白,结合大约4%的大脑mRNA(包括与自闭症相关的基因中丰富的突触转录本部分)。
目前尚无针对FXS和相关病症的有效治疗方法,因此,本领域需要一种有效的疗法来治疗这些疾病并恢复FMRP产生。
实现思路