四川大学杨阳/陆方合作最新Nature子刊

遗传性视网膜疾病（IRDs）是一类异质性视网膜退行性疾病，迄今已发现至少300个致病基因。框内无义突变约占人类遗传性视网膜疾病相关突变的18.5%。携带提前终止密码子（PTC）的信使RNA（mRNA）无法合成全长蛋白，且往往会激活无义介导的mRNA 降解通路（NMD）。无义抑制技术可在提前终止密码子处插入氨基酸，该技术仅靶向特定的提前终止密码子序列及野生型密码子，而不依赖于突变的具体基因，因此成为遗传性视网膜疾病极具潜力的治疗策略。

为攻克提前终止密码子带来的致病难题，小分子通读药物已被用于治疗多种遗传性视网膜疾病。但这类药物存在插入氨基酸随机、脱靶效应明显及长期用药毒性等缺陷，其临床应用因此受到限制。随着基因治疗技术的发展，腺相关病毒（AAV）介导的基因替代疗法可用于治疗由无义突变引发的遗传性视网膜疾病。然而，许多遗传性视网膜疾病的致病基因，其基因长度超过了腺相关病毒的包装容量。

此外，长期随访研究显示，接受RPE65基因治疗的患者仍会出现持续性感光细胞丢失，且视力改善效果逐渐减退。目前这种进行性视网膜退行性病变的病因尚不明确，但外源转基因或内源性突变RPE65转录本表达不足，可能是导致上述病情进展的原因之一。基于CRISPR的基因编辑技术虽前景广阔，但该系统因分子量大、存在潜在免疫原性，其体内递送面临巨大挑战。

经反密码子改造的 tRNA（即抑制型tRNA，sup-tRNA）可通过与提前终止密码子的三个核苷酸发生沃森- 克里克碱基配对，实现对提前终止密码子的精准抑制。近年来的研究证实，可通过腺相关病毒或脂质纳米颗粒（LNPs）实现抑制型tRNA 的体内递送。腺相关病毒介导的抑制型tRNA 递送技术为基因治疗开辟了新方向，因为该技术依赖内源性转录本恢复蛋白表达。但抑制型tRNA 疗效偏低的问题，限制了其在临床相关单基因疾病模型中的广泛应用。

序列工程化sup‑tRNAArg可在HEK293细胞中抑制RPE65基因R44X无义突变（摘自Nature Communications ）

多项关于 tRNA 生物学特性及 tRNA 主体序列改造的研究表明，通过优化 tRNA 的主体序列，有望设计出效能更高的抑制型 tRNA。本研究推测，通过调控对 tRNA 稳定性及解码功能至关重要的主体序列，或可在体内高效抑制内源性提前终止密码子，并矫正具有临床意义的疾病表型。研究人员进一步利用自互补腺相关病毒载体，实现了经改造的抑制型精氨酸 tRNA（scAAV8.sup-tRNAArg）的体内递送。在携带RPE65基因纯合无义突变（RPE65 p.R44X）的遗传性视网膜疾病小鼠模型中，scAAV8.sup-tRNAArg能高效恢复小鼠的视觉功能。

上述研究数据表明，抑制型 tRNA 主体序列改造策略具有可行性，同时为进一步将腺相关病毒介导的抑制型 tRNA 疗法应用于其他无义突变所致遗传性视网膜疾病的治疗，提供了有力的实验依据。