供稿单位：复旦大医院
供稿：刘畅博士
审稿：舒易来研究员
目前，通过基因治疗对听力损失进行改善已被广泛研究，诸如正常蛋白的过表达、RNA干扰、反义寡核苷酸、基因组编辑等方法均被证明可减少耳聋小鼠的进行性听力下降。近日，一项针对单碱基编辑的研究表明，通过胞嘧啶单碱基编辑器纠正了耳聋小鼠部分毛细胞的TMC1点突变，进而恢复了毛细胞的形态和感觉传导功能，并暂时性挽救了小鼠的低频听力。
研究背景
听力损失(Hearinglose，HL)是儿童最常见的慢性疾病之一[1]。感音神经性耳聋是HL中治疗很棘手的类型，目前的治疗策略只有助听器和人工耳蜗植入。近年来，基因治疗作为一种新型的治疗手段，已在HL小鼠模型中取得了有效的成果。针对显性遗传性耳聋突变，RNA干扰或基因组编辑等手段对突变基因的敲低或敲除，可显著减少HL小鼠的进行性听力下降。然而，在遗传性耳聋患者中占比约80%的隐性遗传性耳聋，以往的基因治疗策略主要是通过过表达正常的蛋白，但致病突变仍然存在且存在治疗周期。
研究发现
近日一项前沿性的研究表明，通过AAV递送的胞嘧啶碱基编辑器(cytosinebaseeditor，CBE)纠正了小鼠耳蜗毛细胞中的TMC1(c.AG)点突变，可恢复部分内毛细胞(IHCs)的感觉传导功能和形态，并在4周后暂时性挽救了小鼠的低频听力[2]。
这项研究是由隶属于美国麻省理工学院和哈佛大学的博德研究所(BroadInstitute)的DavidLiu教授主导，并于年6月3日发表在国际著名期刊《ScienceTranslationalMedicine》上，题目为“Invivobaseeditingrestoressensorytransductionandtransientlyimprovesauditoryfunctioninamousemodelofrecessivedeafness”
TMC1编码的蛋白质负责在内耳的感觉毛细胞(HCs)中形成机械敏感性离子通道[3]，所以其对听觉功能的形成至关重要。而TMC1的突变则会导致显性或隐性耳聋。本研究使用了Baringo小鼠模型，其TMC1携带着隐性、功能缺失性点突变。TMC1纯合突变的Baringo小鼠，导致其HCs丧失了听觉感受功能。
在测试了几种优化的胞嘧啶单碱基编辑器(CBE)后，研究人员通过将CBE包装至腺相关病*(AVV)中，并于新生期注射至Baringo幼鼠的内耳。研究发现，在注射后Baringo小鼠，其TMC1点突变(c.AG)恢复到野生型序列(c.AA)，TMC1的修复使部分IHCs的感觉传导功能和HCs形态得以恢复，并在注射4周后暂时挽救了低频听力。
然而，尽管单碱基编辑改善了耳蜗的病理状态，但研究人员仍可观察到HL的进展。这可能与无功能HCs死亡时，会影响邻近功能细胞有关[4]。之前的研究记录了关于TMC1突变的HCs存活率和稳定的听力阈值之间的关系，提示为防止进行性HL，此基因突变的HCs的存活率需要超过75%[5]，而本研究中只观察到了46%的HCs在4周内存活。
研究人员表示，结果显示目前单碱基编辑的HCs几乎都为内毛细胞，因此若通过改善AAV的衣壳蛋白或启动子开发有利于外毛细胞转导的AAV，将可显著提高听力改善的效果。同时，通过优化单碱基编辑器表达、内含肽介导的剪接和编辑效率等方面的改进，也将可能进一步增强基因治疗的效果。
研究展望
虽然目前单碱基编辑器应用基因治疗还面临着众多挑战，包括明确小鼠和人类治疗的干预时间窗，编辑效率及长期有效性的验证。但这项发现为治疗隐性HL提供了理论基础，也为单碱基编辑修复点突变这一疗法提供了支持。基于各种方法不断发展的基因治疗也终将会为广大遗传性耳聋带来精准的治疗，造福患者。
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