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碱基编辑纠正人类心肌细胞和人源化小鼠肥厚型心肌病。

Base editing correction of hypertrophic cardiomyopathy in human cardiomyocytes and humanized mice.

机构信息

Department of Molecular Biology, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, TX, USA.

Hamon Center for Regenerative Science and Medicine, University of Texas Southwestern Medical Center, Dallas, TX, USA.

出版信息

Nat Med. 2023 Feb;29(2):401-411. doi: 10.1038/s41591-022-02176-5. Epub 2023 Feb 16.

Abstract

The most common form of genetic heart disease is hypertrophic cardiomyopathy (HCM), which is caused by variants in cardiac sarcomeric genes and leads to abnormal heart muscle thickening. Complications of HCM include heart failure, arrhythmia and sudden cardiac death. The dominant-negative c.1208G>A (p.R403Q) pathogenic variant (PV) in β-myosin (MYH7) is a common and well-studied PV that leads to increased cardiac contractility and HCM onset. In this study we identify an adenine base editor and single-guide RNA system that can efficiently correct this human PV with minimal bystander editing and off-target editing at selected sites. We show that delivery of base editing components rescues pathological manifestations of HCM in induced pluripotent stem cell cardiomyocytes derived from patients with HCM and in a humanized mouse model of HCM. Our findings demonstrate the potential of base editing to treat inherited cardiac diseases and prompt the further development of adenine base editor-based therapies to correct monogenic variants causing cardiac disease.

摘要

最常见的遗传性心脏病是肥厚型心肌病(HCM),它是由心肌肌球蛋白基因中的变异引起的,导致心肌异常增厚。HCM 的并发症包括心力衰竭、心律失常和心源性猝死。β-肌球蛋白(MYH7)中的 c.1208G>A(p.R403Q)错义变异(PV)是一种常见且研究充分的 PV,可导致心肌收缩力增加和 HCM 发作。在这项研究中,我们鉴定了一种腺嘌呤碱基编辑器和单指导 RNA 系统,该系统可以在选定的位点以最小的旁观者编辑和脱靶编辑有效地纠正这种人类 PV。我们表明,碱基编辑组件的递送可挽救源自 HCM 患者的诱导多能干细胞心肌细胞和 HCM 人源化小鼠模型中 HCM 的病理表现。我们的研究结果表明碱基编辑治疗遗传性心脏病的潜力,并促使进一步开发基于腺嘌呤碱基编辑器的疗法来纠正导致心脏病的单基因变异。

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