Circ Res 医学蛋白质组全国重点实验室杨晓/李振华/王剑团队利用体细胞碱基编辑技术成功治疗MYBPC3剪切位点突变引发的肥厚型心肌病

肥厚型心肌病(HCM)是最常见的遗传性心脏病之一，发病率约为1/500。MYBPC3基因突变是导致肥厚型心肌病的主要遗传因素之一，致病变异如移码突变、无义突变和剪切位点突变通常导致MYBPC3蛋白截短或缺失，引发心肌肥厚、纤维化和心力衰竭，严重威胁患者生命健康。

近年来研究表明，基因替代疗法可以恢复MYBPC3蛋白水平，为HCM治疗带来了新希望。然而，基因替代疗法虽能补充正常蛋白，却无法纠正根本的遗传缺陷，碱基编辑(Base editing)技术的出现，为从源头上治疗遗传性心脏病提供了全新策略—通过精确改写DNA序列，直接纠正遗传缺陷。

2025年12月26日，医学蛋白质组全国重点实验室杨晓/李振华/王剑团队在心血管领域权威期刊Circulation Research在线发表题为“Correction of MYBPC3 c.772G>A Splice-Site Mutation by Base Editing Ameliorates Hypertrophic Cardiomyopathy in Humanized Mice”的研究论文。该研究成功研制了携带MYBPC3 c.772G>A剪切位点突变的人源化小鼠，并利用腺嘌呤碱基编辑精准纠正该突变，首次实现了对MYBPC3剪切位点突变的体内碱基编辑治疗。 

MYBPC3 c.772G>A突变位于外显子6的最后一个核苷酸，该突变会破坏正常的mRNA剪接，是第一个在小鼠模型中被研究的MYBPC3变异。研究团队通过基因编辑技术，构建了携带MYBPC3 c.772G>A突变及该位点两侧人源化序列的小鼠模型和NIH3T3细胞系。表型分析显示，人源化突变小鼠表现出典型的肥厚型心肌病表型，包括心脏肥大、心肌纤维化、MYBPC3蛋白水平降低以及心脏收缩功能受损，为后续治疗研究提供了可靠的疾病模型。

为了纠正c.772G>A突变，研究团队采用了腺嘌呤碱基编辑器ABE8e-NG，该编辑器能够识别更宽松的NG PAM序列，为sgRNA设计提供了更大的灵活性。研究者设计了三条sgRNA，使目标腺嘌呤位于ABE8e-NG的编辑窗口内。通过在人源化NIH3T3细胞中的转染实验，筛选出编辑效率高、旁观者编辑活性低的sgRNA用于后续的体内实验。

为了实现体内基因纠正，研究团队采用内含肽分割策略，将ABE8e-NG分成两部分，分别装载于双AAV9载体中，并在心肌特异性Tnnt2启动子驱动下表达，同时递送sgRNA表达元件。在出生后第7天对纯合突变新生小鼠进行单次皮下注射AAV9载体，治疗14周后，心脏组织的靶向测序显示，突变位点的平均纠正效率达到16.27%。测序还检测到位于c.770位置的旁观者A>G替换(发生率6.03%)，该替换导致组氨酸变为精氨酸。根据ClinVar数据库，该变异为意义不明的变异(VUS)，致病性较低。

分子水平分析显示，碱基编辑显著减少了异常的MYBPC3 mRNA剪切异构体，恢复了MYBPC3蛋白的正常水平。RNA测序揭示，治疗后下调了肥厚型心肌病相关基因和胶原蛋白相关基因的表达，上调了心肌收缩和氧化磷酸化相关基因，有效逆转了疾病相关的转录异常。组织学分析发现，治疗组小鼠心脏肥大明显减轻，心肌纤维化面积减少约55%。超声心动图评估显示，左心室收缩末期容积减少约62%，射血分数提高约56%，缩短分数提高约67%，心脏收缩功能得到显著改善。

为了评估碱基编辑的安全性，研究团队进行了全基因组测序分析。结果显示，在ABE8e-NG治疗小鼠中检测到位于6个基因中的19个脱靶位点。重要的是，这些基因在心脏中的表达水平极低(FPKM<3)，提示其功能影响有限。此外，转录组范围的A-to-I编辑频率没有显著差异，表明未检测到明显的脱靶RNA编辑。这些数据共同证明了该碱基编辑策略具有较好的安全性。

这项研究首次利用体细胞碱基编辑技术治疗MYBPC3c.772G>A剪切位点突变导致的肥厚型心肌病。研究结果突显了碱基编辑技术在治疗遗传性心肌病方面的巨大潜力，为遗传性心脏病的精准治疗提供了新的思路。随着递送技术的进一步优化和长期安全性数据的积累，碱基编辑有望成为遗传性心脏病患者的治疗新手段。此外，本研究建立的人源化小鼠模型为未来评估针对人类突变的治疗干预策略提供了可靠的研究平台，具有重要的转化医学价值。

医学蛋白质组全国重点实验室杨晓研究员、李振华副研究员和王剑研究员为本文共同通讯作者，硕士研究生张怡萌和焦守业为共同第一作者。该研究得到国家自然科学基金和国家重点研发计划等项目资助。

原文链接：

https://www.ahajournals.org/doi/10.1161/CIRCRESAHA.125.327443