Neurobiol Dis | 深圳先进院王虹团队在神经系统罕见病研究中取得新进展

by 李苗、王虹 | 2023-06-20

Dravet综合症又称婴儿严重肌阵挛性癫痫，是遗传性难治性儿童癫痫脑病，主要由于编码钠离子通道的SCN1A基因突变导致。Dravet综合症已列入我国罕见病名录，尚无根治手段。通过构建Scn1a突变小鼠，科学家开展了疾病机制的研究。但是不同品系小鼠之间存在显著的表型差异，缺乏可靠且高度模拟患者表型的动物模型，阻碍了药物研发工作的开展。

近日，中科院深圳先进技术研究院脑认知与脑疾病研究所王虹团队在Neurobiology of Disease杂志在线发表了题为“Anovel rat model of Dravet syndrome recapitulates clinical hallmarks”的研究论文，首次报道了通过输卵管电转技术构建的Scn1a基因突变大鼠。通过深入表型分析，确认该转基因大鼠模型，高度模拟Dravet综合症患者首发热惊厥等一系列症状，为开发Dravet综合症药物、基因治疗方法，提供了可靠的临床前动物模型。

文章上线截图（点击文末“原文链接”查看）

大鼠（R. norvegicus）是常用的临床前动物模型。由于其遗传背景丰富，可以充分模拟人群中个体差异，在药理学研究以及临床前研究中已经获得广泛应用。但是由于转大鼠存量较低，阻碍了其作为模式物种的进一步应用。

王虹团队建立了输卵管电转技术（i-GONAD），通过电转孕鼠输卵管，将CRISPR/Cas9基因编辑复合物，高效递送至大鼠胚胎，成功获得了Scn1a基因敲除大鼠。杂合突变Scn1a^+/-大鼠的Scn1a基因表达水平在皮层、海马及丘脑显著下降，约为对照组一半，与Dravet综合症患者SCN1A基因单倍体计量不足一致。脑电记录和行为学分析实验揭示杂合突变Scn1a^+/-大鼠在体温升高时，表现出强烈的癫痫样行为，包括抽搐，肌阵挛及全身性强直等，与Dravet综合症患儿在接种疫苗后首发热惊厥（Febrile seizure）一致。发作期脑电成像出爆发抑制的特征，提示其为难治性癫痫。在首发热惊厥后，杂合突变Scn1a^+/-大鼠显示出频繁的自发癫痫发作，自发癫痫同样在Delta以及Theta波段呈现高功率，与患者脑电特征吻合。

杂合突变Scn1a^+/-大鼠在基因组（Construct validity）、基因表达以及表型水平（Face validity）均良好地模拟Dravet综合症患者，验证杂合突变Scn1a^+/-大鼠为Dravet综合症良好动物模型，为后续治疗干预策略的研发提供了基础。

Scn1a^+/-大鼠癫痫发作期脑电特征

中科院深圳先进技术研究院脑所王虹与Robert Naumann研究员为通讯作者，研究助理李苗和副研究员杨立新为论文的共同第一作者，中科院深圳先进院路中华研究员，中国科学技术大学硕士研究生钱玮欣等人共同参与了该论文的相关工作。研究得到了国家自然基金委、科技部、广东省科技厅以及深圳市科创委基金的支持。

原文链接