Nature：CRISPR激活，治疗儿童严重大脑疾病

来源：生物世界 2025-09-19 14:48

大多数单基因的神经发育障碍通过单倍体不足（haploinsufficiency）机制致病，即一个基因的两个拷贝中仅有一个保持功能。SCN2A基因单倍体不足是神经发育障碍最常见的病因之一，常表现为自闭症、智力残疾，并在部分患儿中伴发难治性癫痫。

2025 年 9 月 17 日，加州大学旧金山分校的研究人员在国际顶尖学术期刊Nature上发表了题为：CRISPR activation for SCN2A-related neurodevelopmental disorders的研究论文。

该研究将CRISPR 激活（CRISPRa）技术应用于SCN2A单倍体不足的治疗，在相当于人类 10 岁的青春期小鼠模型中，成功恢复了其大脑中SCN2A 水平，逆转了神经发育障碍。这表明了即使大脑大部分万余完成的情况下，SCN2A单倍体不足仍可获得有效治疗。

众所周知，CRISPR-Cas9基因编辑技术，通过gRNA将Cas9 酶靶向结合目标 DNA 序列，然后切割目标 DNA 双链，造成DNA 双链断裂，进而实现对特定基因的敲除。

而斯坦福大学亓磊等人开发出了切割活性丧失的dCas9，其保留了 Cas9 结合 DNA 的能力，但不会切割 DNA 双链，将 dCas9 与转录激活蛋白融合，就能实现对特定基因的激活，增加基因表达水平，这一技术被称为CRISPR 激活（CRISPR activation，简称为CRISPRa）。

在这项研究中，研究团队以SCN2A单倍体不足作为概念验证，证明了通过CRISPR 激活（CRISPRa）技术，调整现存功能基因拷贝的表达量，足以挽救Scn2a单倍体不足小鼠的神经相关表型。

研究团队首先证实，在青春期（大约相当于人类的 10 岁）小鼠模型中恢复Scn2a表达，能够挽救Scn2a单倍体不足（Scn2a+/ ）相关的电生理缺陷。

接下来，研究团队通过腺相关病毒（AAV）递送的 CRISPRa 对青春期小鼠进行治疗，证明了该技术可矫正新皮质锥体细胞的内在缺陷和突触缺陷，而这正是导致SCN2A单倍体不足引发神经发育障碍和癫痫病因的主要细胞类型。

此外，该研究还发现，全身系统性递送的 CRISPRa 能使Scn2a+/ 小鼠模型对抗化学诱导的癫痫发作。

最后，研究团队证实，AAV-CRISPRa 治疗可挽救SCN2A单倍体不足的人类来源的神经元的兴奋性异常。

总的来说，这些研究结果展示了基于 CRISPRa 的治疗策略挽救SCN2A单倍体不足的潜力，并证明即使在青春期阶段进行干预仍可改善神经发育表型。

研究团队表示，我们惊讶地发现，当没有足够的SCN2A时，大脑的解剖结构完好无损，神经元突触也依然存在，只是无法成熟，而提高 SCN2A 水平，能够让这些突触恢复正常，并预防了癫痫发作。

据悉，Regel Therapeutics已从加州大学旧金山分校获得了该技术授权，用于开发治疗SCN2A单倍体不足的疗法。