Nature：CRISPR激活，治疗儿童严重大脑疾病

大多数单基因诊断的神经发育障碍通过单倍体不足（haploinsufficiency）机制致病，即一个基因的两个拷贝中仅有一个保持功能。SCN2A 基因单倍体不足是神经发育障碍最常见的病因之一，常表现为自闭症、智力残疾，并在部分患儿中伴发难治性癫痫。

2025 年 9 月 17 日，加州大学旧金山分校的研究人员在国际顶尖学术期刊 Nature 上发表了题为：CRISPR activation for SCN2A-related neurodevelopmental disorders 的研究论文。

该研究将 CRISPR 激活（CRISPRa）技术应用于 SCN2A 单倍体不足的治疗，在相当于人类 10 岁的青春期小鼠模型中，成功恢复了其大脑中 SCN2A 水平，逆转了神经发育障碍。这表明了即使大脑大部分万余完成的情况下，SCN2A 单倍体不足仍可获得有效治疗。

众所周知，CRISPR-Cas9基因编辑技术，通过 gRNA 将 Cas9 酶靶向结合目标 DNA 序列，然后切割目标 DNA 双链，造成 DNA 双链断裂，进而实现对特定基因的敲除。

而斯坦福大学亓磊等人开发出了切割活性丧失的 dCas9，其保留了 Cas9 结合 DNA 的能力，但不会切割 DNA 双链，将 dCas9 与转录激活蛋白融合，就能实现对特定基因的激活，增加基因表达水平，这一技术被称为 CRISPR 激活（CRISPR activation，简称为 CRISPRa）。

在这项研究中，研究团队以 SCN2A 单倍体不足作为概念验证，证明了通过 CRISPR 激活（CRISPRa）技术，调整现存功能基因拷贝的表达量，足以挽救 Scn2a 单倍体不足小鼠的神经相关表型。

研究团队首先证实，在青春期（大约相当于人类的 10 岁）小鼠模型中恢复 Scn2a 表达，能够挽救 Scn2a 单倍体不足（Scn2a^+/−）相关的电生理缺陷。

接下来，研究团队通过腺相关病毒（AAV）递送的 CRISPRa 对青春期小鼠进行治疗，证明了该技术可矫正新皮质锥体细胞的内在缺陷和突触缺陷，而这正是导致 SCN2A 单倍体不足引发神经发育障碍和癫痫病因的主要细胞类型。

此外，该研究还发现，全身系统性递送的 CRISPRa 能使 Scn2a+/− 小鼠模型对抗化学诱导的癫痫发作。

最后，研究团队证实，AAV-CRISPRa 治疗可挽救 SCN2A 单倍体不足的人类干细胞来源的神经元的兴奋性异常。

总的来说，这些研究结果展示了基于 CRISPRa 的治疗策略挽救 SCN2A 单倍体不足的潜力，并证明即使在青春期阶段进行干预仍可改善神经发育表型。

研究团队表示，我们惊讶地发现，当没有足够的 SCN2A 时，大脑的解剖结构完好无损，神经元突触也依然存在，只是无法成熟，而提高 SCN2A 水平，能够让这些突触恢复正常，并预防了癫痫发作。

据悉，Regel Therapeutics 已从加州大学旧金山分校获得了该技术授权，用于开发治疗 SCN2A 单倍体不足的疗法。