تصحیح عملکردی موتاسیون های دومین متصل شونده دیستروفی اکتین بوسیله ویرایش ژنوم
تاریخ انتشار: ﺳﻪشنبه 04 مهر 1396
| امتیاز:
دیستروفین یکپارچگی عضلات مخطط را بوسیله متصل کردن اکتین اسکلت سلولی با غشای سلولی حفظ می کند. دیستروفی عضلانی دوشن(DMD) بوسیله موتاسیون در ژن دیستروفین ایجاد می شود که منجر به ضعف عضلانی پیشرونده و ناتوان کننده، کاردیومیوپاتی و کوتاه شدن طول عمر می شود. موتاسیون ها در دیستروفین که دومین متصل شونده به اکتین انتهای آمین(ABD-1) را مختل می کند که بوسیله اگزون های 2 تا 8 کد می شوند و دومین دلیل شایع دیستروفی عضلانی دوشن می باشند. در مطالعه حاضر، ما سه استراتژی مختلف را برای ویرایش ژنومی CRISPR/Cas9 را برای تصحیح موتاسیون در ناحیه ABD-1 ژن دیستروفین و با حذف اگزون های سه تا 9، 6 تا 9 یا 7 تا11 در سلول های بنیادی پرتوان القایی انسانی(iPSCs) مقایسه کردیم و عملکرد کاردیومیوسیت های مشتق از iPSC را ارزیابی کردیم. هر سه استراتژی حذف اگزون، بیان پروتئین دیستروفین کوتاه شده و احیای انقباض کاردیومیوسیتی و گذارهای کلسیمی با درجات مختلف را مقدور می سازد. ما نشان می دهیم که حذف اگزون 3 تا9 بوسیله ویرایش ژنومی، یک وسیله بسیار موثر برای تصحیح موتاسیون های ABD-1 بیماری زا ارائه می کند. این یافته گام مهمی را به سمت تصحیح نهایی موتاسیون های شایع دیستروفین ارائه می کند و وسیله ای را برای ارزیابی سریع بیان و عملکرد اشکال کوتاه شده داخلی پروتئین های ABD-1 فاقد دیستروفین ارائه می دهد.
JCI Insight. 2017 Sep 21;2(18). pii: 95918. doi: 10.1172/jci.insight.95918. [Epub ahead of print]
Functional correction of dystrophin actin binding domain mutations by genome editing.
Kyrychenko V1,2,3, Kyrychenko S1,2,3, Tiburcy M4,5, Shelton JM6, Long C1,2,3, Schneider JW2,3,6, Zimmermann WH4,5, Bassel-Duby R1,2,3, Olson EN1,2,3.
Abstract
Dystrophin maintains the integrity of striated muscles by linking the actin cytoskeleton with the cell membrane. Duchenne muscular dystrophy (DMD) is caused by mutations in the dystrophin gene (DMD) that result in progressive, debilitating muscle weakness, cardiomyopathy, and a shortened lifespan. Mutations of dystrophin that disrupt the amino-terminal actin-binding domain 1 (ABD-1), encoded by exons 2-8, represent the second-most common cause of DMD. In the present study, we compared three different strategies for CRISPR/Cas9 genome editing to correct mutations in the ABD-1 region of the DMD gene by deleting exons 3-9, 6-9, or 7-11 in human induced pluripotent stem cells (iPSCs) and by assessing the function of iPSC-derived cardiomyocytes. All three exon deletion strategies enabled the expression of truncated dystrophin protein and restoration of cardiomyocyte contractility and calcium transients to varying degrees. We show that deletion of exons 3-9 by genomic editing provides an especially effective means of correcting disease-causing ABD-1 mutations. These findings represent an important step toward eventual correction of common DMD mutations and provide a means of rapidly assessing the expression and function of internally truncated forms of dystrophin-lacking portions of ABD-1.
PMID: 28931764