Prpf31-flox 基因敲除小鼠

Prpf31基因编码一种前mRNA加工因子，在真核细胞中普遍表达，参与mRNA剪接过程，这是一种关键的生物学过程，它去除转录的间内序列，以便于将它们翻译成蛋白质。Prpf31是剪接体的一种组分，剪接体是一种大分子复合体，负责将前mRNA中的非编码序列（内含子）剪除，而保留编码序列（外显子），然后将其连接成成熟的mRNA，以便进行翻译。Prpf31的突变会导致常染色体显性视网膜色素变性（adRP），这是一种视网膜退行性疾病，会导致进行性视力下降。值得注意的是，Prpf31基因的突变具有非显性特征，这意味着一些携带这些突变的个体在表型上并未受到影响。目前的研究主要集中在基因的组织结构、蛋白质结构和生物学功能上，以及Prpf31相关adRP的非显性机制。

研究发现，Prpf31基因的突变会导致视网膜色素变性，这是一种不可治疗的失明形式。基因治疗是一种很有前景的治疗方法，但目前还没有合适的动物模型来开发基于腺相关病毒（AAV）的基因增强疗法。为了解决这个问题，研究人员使用AAV介导的CRISPR/Cas9基因敲除技术，建立了Prpf31突变小鼠模型，并研究了这些模型中视网膜退化的表型。研究发现，这些小鼠模型具有早期发病的形态学和功能损伤，与患者相似。此外，AAV介导的PRPF31基因增强疗法可以恢复迅速退化的小鼠模型的视网膜结构和功能，这为AAV介导的基因治疗治疗Prpf31相关视网膜色素变性提供了第一个体内概念验证。此外，AAV-CRISPR/Cas9-PRPF31基因敲除结构还在人类和非人类灵长类视网膜切片中实现了高效的PRPF31基因敲除，为建立非人类灵长类动物模型奠定了基础[1]。

为了研究人类Prpf31相关视网膜色素变性，研究人员使用来自人诱导多能干细胞（iPSCs）的视网膜色素上皮（RPE）细胞和视网膜类器官，并建立了Prpf31突变模型。研究发现，携带PRPF31突变的RPE细胞和视网膜类器官都表现出重要的形态学和功能变化，包括视杆细胞死亡，随后是视锥细胞丧失。转录组分析揭示了与观察到的缺陷表型一致的通路中差异表达和误剪接的基因。PRPF31基因增强疗法可以挽救RPE细胞和光感受器的缺陷表型，这为未来治疗策略提供了概念证明[2]。

在另一个研究中，研究人员对18个中国视网膜色素变性（RP）家族中的Prpf31基因进行了综合分析，发现Prpf31基因的变异在中国RP家族中的发生率为1.7%。在检测到的17个不同变异中，有8个是新的变异，其中包括4个新的拷贝数变异（CNVs），涉及Alu/Alu介导的重排（AAMRs）。此外，研究人员还描述了Prpf31相关RP的基因型与表型之间的相关性。这些发现扩大了Prpf31基因的突变谱，并为Alu元件在Prpf31位点上的基因组重排易感性提供了强有力的证据[3]。

为了更好地理解Prpf31相关视网膜色素变性的病理机制和开发治疗方法，研究人员使用多种模型系统进行了研究。这些模型系统包括在体和离体模型，它们在治疗开发方面具有各自的优缺点。此外，研究人员还描述了最新的治疗方法，包括AAV介导的基因增强、基因组编辑以及晚期治疗方法，如光遗传学、细胞移植和视网膜假体。这些进展为Prpf31相关视网膜色素变性的治疗提供了新的希望[4]。

此外，研究人员还使用诱导多能干细胞（iPSCs）中的Prpf31突变，并将其分化为RPE细胞。这些突变型PRPF31 iPSC-RPE细胞复制了与Prpf31病理相关的细胞表型，包括细胞结构缺陷、吞噬功能降低、纤毛发生缺陷和屏障功能受损。AAV-PRPF31治疗可以恢复突变型PRPF31 iPSC-RPE细胞的正常吞噬和纤毛形成，并部分恢复结构和屏障功能。这些结果表明，AAV介导的针对RPE细胞的基因治疗对PRPF31相关视网膜色素变性患者具有治疗前景[5]。

最后，研究人员对PRPF31基因的突变谱、视网膜色素变性中的基因型-表型相关性以及治疗机会进行了研究。他们发现，PRPF31基因的突变是常染色体显性视网膜色素变性（adRP）的第二常见遗传原因。除了完全基因缺失或大片段缺失外，除了haploinsufficiency之外，显性负效应也有助于表型。这对于设计靶向治疗方法具有重要意义，特别是基因增强作为治疗Prpf31相关RP的一种广泛方法。此外，他们还讨论了其他治疗方法，包括反义寡核苷酸治疗和非基因依赖性方法，并展望了治疗这种视网膜色素变性的未来[6]。

综上所述，Prpf31基因的突变会导致常染色体显性视网膜色素变性，这是一种不可治疗的失明形式。目前的研究主要集中在基因的组织结构、蛋白质结构和生物学功能上，以及Prpf31相关adRP的非显性机制。基因治疗是一种很有前景的治疗方法，但目前还没有合适的动物模型来开发基于腺相关病毒（AAV）的基因增强疗法。为了解决这个问题，研究人员使用AAV介导的CRISPR/Cas9基因敲除技术，建立了Prpf31突变小鼠模型，并研究了这些模型中视网膜退化的表型。研究发现，这些小鼠模型具有早期发病的形态学和功能损伤，与患者相似。此外，AAV介导的PRPF31基因增强疗法可以恢复迅速退化的小鼠模型的视网膜结构和功能，这为AAV介导的基因治疗治疗Prpf31相关视网膜色素变性提供了第一个体内概念验证。此外，AAV-CRISPR/Cas9-PRPF31基因敲除结构还在人类和非人类灵长类视网膜切片中实现了高效的PRPF31基因敲除，为建立非人类灵长类动物模型奠定了基础[1]。为了研究人类Prpf31相关视网膜色素变性，研究人员使用来自人诱导多能干细胞（iPSCs）的视网膜色素上皮（RPE）细胞和视网膜类器官，并建立了Prpf31突变模型。研究发现，携带PRPF31突变的RPE细胞和视网膜类器官都表现出重要的形态学和功能变化，包括视杆细胞死亡，随后是视锥细胞丧失。转录组分析揭示了与观察到的缺陷表型一致的通路中差异表达和误剪接的基因。PRPF31基因增强疗法可以挽救RPE细胞和光感受器的缺陷表型，这为未来治疗策略提供了概念证明[2]。