今年，神经系统疾病已超过心血管疾病和癌症，成为人类最普遍的疾病。在全球人口快速老龄化的背景下，神经退行性疾病是尚未得到满足的主要医疗与社会需求。在阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩侧索硬化症和亨廷顿病（HD）等年龄依赖性、进行性且致命的疾病中，其发病机制极为复杂，涉及从分子、细胞、神经环路、脑区退化到行为与症状的多个层面。

这为研究提供了众多潜在靶点，吸引了大量研究团队和制药工业投入巨大努力以开发干预策略。然而，迄今为止，能够有效预防这些疾病发生与进展的治疗方法仍未明确。所有这些疾病都具有强烈的遗传因素，其遗传贡献程度各异，从相当比例到近乎完全外显率的单基因遗传。许多基因突变已被确定为特定疾病的直接病因，其中一些突变在遗传性和散发性病例中保守存在。由于这些疾病中的基因突变是最上游的事件，因此，旨在纠正突变、删除致病基因或回补缺失基因的策略正被积极研究，并展现出巨大潜力。

在这些神经退行性疾病中，HD 是由突变亨廷顿蛋白（mHTT）引起的、近乎完全外显的单基因疾病。HD 呈常染色体显性遗传，由亨廷顿基因第一外显子中的 CAG 重复序列扩增（≥36 次重复）所导致。该突变编码一种具有毒性功能获得性的 mHTT 蛋白，其 N 端区域包含一个扩展的多聚谷氨酰胺（polyQ）链。

mHTT 可引起广泛的细胞功能障碍，最终导致特定神经元丢失，主要发生在纹状体的中型多棘神经元和皮层的锥体神经元。由于 mHTT 是 HD 的病因，且 HD 症状的严重程度与 mHTT 表达水平相关，因此降低 mHTT 水平是 HD 患者有效且直接的治疗策略。

降低 HTT 水平的方法已被多种技术探索，包括通过增强蛋白酶体或自噬功能来增加蛋白质降解，以及通过反义寡核苷酸、RNA 干扰和 CRISPR-Cas13降解 RNA。这些策略已在临床前研究中评估了其安全性、耐受性和有效性，并正在临床试验中被积极研究。此外，通过锌指核酸酶方法和基于 CRISPR 的方法，已尝试对 HTT CAG 重复序列或单核苷酸多态性进行等位基因选择性靶向。

在体内高效降低人mHTT和Cas9的自灭活基因编辑系统（图片源自Science Advances）

CRISPR-Cas9，无论是常规形式还是自失活形式，都是纠正或删除致病突变基因的强大工具。特别对于 HD，最上游的 mHTT 降低可通过 CRISPR-Cas9 介导的 DNA 靶向实现。靶向 HTT DNA 的疗法有望改善 HD 的所有方面。

近期研究已展示了 CRISPR-Cas9 介导的 HTT 基因破坏在细胞模型、小鼠模型以及大型哺乳动物模型中的可行性。上述部分研究及既往发现表明，在成年小鼠、非人灵长类动物和人类中显著降低野生型 HTT 可能是可耐受的。然而，迄今为止，这些基于 CRISPR-Cas9 的研究均尚未进入临床试验阶段。

为更好地推动 CRISPR-Cas9 介导的基因编辑进入临床试验，作者开发了一种自失活 CRISPR-Cas9 系统，以将 Cas9 表达严格限制在瞬时水平，从而在 HD 治疗中实现最大安全性。为验证 CRISPR-Cas9 介导的基因治疗对 HD 的可行性，作者选用了一个稳健且适宜的小鼠模型 BAC226Q。

该模型表达全长人源 mHTT，其 CAG-CAA 混合重复序列稳定为 226 次，处于人类患者中发现的最高重复次数 250 次之内。BAC226Q 重现了 HD 病理和症状的多个方面，包括年龄依赖性和进行性神经病理学改变、纹状体和皮层神经元中胞质及核内 mHTT 聚集、运动缺陷、体重减轻和寿命缩短。与可用于研究体细胞扩增（HD 发病机制的重要方面）的 HdhQ111 或 Q140 敲入模型不同，BAC226Q 不模拟神经元选择性的体细胞 CAG 扩增。

相反，BAC226Q 小鼠的所有细胞均携带均匀的长 CAG-CAA 重复序列，代表了体细胞扩增超过毒性阈值（150 次 CAG 重复）后的最终状态。然而，由于其 polyQ 长度高度稳定、病理重现性稳健且一致，BAC226Q 是测试基因疗法的合适模型。

无论是常规还是自失活形式的 CRISPR-Cas9，均能高效且永久地破坏人源 mHTT 转基因，导致突变 HTT 蛋白降低 60% 至 90%，胞质聚集体和核内包涵体减少 90%，从而显著挽救了 BAC226Q 小鼠的上述缺陷。作者还测试了在小鼠不同年龄阶段（对应于人类患者的症状前、发病期和症状期疾病阶段）进行基因编辑的有效性。

原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aea8052