鈉離子通道是細(xì)胞膜上存在的一種允許少量的鈉離子順其電化學(xué)梯度進入細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)通道。在心臟中，鈉離子通道告訴心肌細(xì)胞何時收縮并傳遞信號，從而讓心臟向全身輸送血液。對于疾病或創(chuàng)傷導(dǎo)致心肌細(xì)胞受損，通常會導(dǎo)致心臟心律失常等多種心臟疾病。

通過基因治療，將負(fù)責(zé)產(chǎn)生鈉離子通道蛋白的基因?qū)胄呐K細(xì)胞，從而增強心臟細(xì)胞的電興奮性和動作電位傳導(dǎo)，可以用來治療心律失常等多種心臟病。然而，電壓門控鈉離子通道蛋白的基因太大，長度超過6kb，這超出了常用的體內(nèi)基因治療遞送載體腺相關(guān)病毒（AAV）的4.7kb的長度限制。

相比之下，細(xì)菌鈉離子通道蛋白（BacNav）的基因長度僅為0.6-0.8kb，這一長度可被包裝到各種類型的基因治療遞送載體中。但之前的研究都是將其作為結(jié)構(gòu)、門控機制和藥理學(xué)研究模型，還沒有將其作為替代基因治療的研究。

近日，美國杜克大學(xué)的研究人員在 Nature Communications 期刊發(fā)表了題為：Engineered bacterial voltage-gated sodium channel platform for cardiac gene therapy 的研究論文。

研究團隊改造了來自細(xì)菌的鈉離子通道蛋白（BacNav），將其基因遞送到心臟中，從而提高心肌細(xì)胞的啟動和傳遞電信號的能力，且能夠長時間工作，這為多種心臟疾病的治療提供了新的思路。

該論文的第一作者在幾年前就開始了Hung Nguyen對細(xì)菌的改造，以使它們的鈉離子通道蛋白能夠在人體細(xì)胞中保持活躍。共同第一作者吳天宇則進行了進一步優(yōu)化，將改造后的細(xì)菌鈉離子通道蛋白基因與心肌細(xì)胞特異性啟動子MHCK7結(jié)合，然后使用腺相關(guān)病毒（AAV）通過靜脈注射遞送，六周后，功能性細(xì)菌鈉離子通道蛋白（BacNav）在健康小鼠心臟中穩(wěn)定表達。

實驗結(jié)果顯示，這些細(xì)菌鈉離子通道蛋白只出現(xiàn)在了心房和心室內(nèi)的心肌細(xì)胞中，而沒有出現(xiàn)在產(chǎn)生心跳的心臟細(xì)胞中，因此不會對心臟電生理造成不利影響。

研究團隊表示，這種基于AAV的基因療法只是向細(xì)胞中遞送了新的基因，而沒有以任何方式切割、替換或重寫現(xiàn)有DNA，因此具有更高的安全性。而且，許多臨床試驗已經(jīng)證實了AAV基因療法的長期有效性和安全性。

研究團隊還表示，這項研究已經(jīng)證實了細(xì)菌鈉離子通道蛋白能夠幫助小鼠心臟細(xì)胞的電激活，下一步將在小鼠心臟病模型中檢測其恢復(fù)心臟功能的能力。（生物谷 Bioon.com）

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