4-苯基丁酸联合基因增强:一种用于挽救与 SLC6A1 变异相关的发育性及癫痫性脑病的双重治疗方案

root 提交于 周四, 06/11/2026 - 02:47
背景:`SLC6A1`中的致病性变异可导致发育性和癫痫性脑病(DEEs)。`SLC6A1`编码γ-氨基丁酸(GABA)转运体GAT-1,其致病机制包括GABA摄取减少、转运体转运受损以及功能性单倍剂量不足。4-苯基丁酸(PBA)是一种已可用于临床的小分子,具有化学伴侣和组蛋白去乙酰化酶抑制剂活性,能够挽救错误折叠的GABA能蛋白,但仍需要变异层面的挽救数据来指导精准治疗。 方法:我们报告了一个新鉴定的`SLC6A1`新发错义变异p.Ala305Val(A305V),该变异见于一名表现为肌阵挛-失张力性癫痫及发育性和癫痫性脑病表型的患者。将A305V与残基匹配的对照变异p.Ala305Thr(A305T)进行比较。通过以下方法评估变异效应:(i)基于冷冻电镜解析的人GAT-1模板(PDB 7Y7W),采用九种稳定性预测算法进行蛋白结构预测;(ii)在HEK293T细胞、人iPSC来源的星形胶质细胞和皮层神经元中进行`3H`-GABA摄取实验;(iii)活细胞共聚焦显微镜观察内质网(ER)共定位;(iv)采用PBA、TUDCA和salubrinal进行药理学挽救;(v)进行GAT-1 cDNA基因增强治疗,单独使用或与PBA联合使用。 结果:基于AI的稳定性预测模型一致表明,GAT-1(A305V)和GAT-1(A305T)均发生去稳定化。A305V在HEK293T细胞、星形胶质细胞和神经元中均降低了`3H`-GABA摄取。突变型转运体在内质网(ER)内积聚,其ER共定位率由野生型中的约30%升高至A305V中的约80%;PBA将ER滞留降低至约40%,并使GAT-1总荧光恢复接近野生型水平。药理伴侣(PBA、TUDCA)可恢复突变型转运体的GABA摄取功能。野生型GAT-1基因增强可改善突变型GAT-1的摄取功能,而在现有剂量-反应范围内,PBA与基因增强联合应用所产生的挽救效果优于任一单独干预。 结论:`SLC6A1` A305V是一种转运受损、功能缺失型GAT-1变异,其功能障碍可通过两条趋同的治疗轴加以干预:即对折叠和转运进行药理学纠正,以及增加功能性转运体剂量。上述发现支持针对`SLC6A1`相关DEEs的双管齐下精准医学框架,即PBA可增强由基因治疗增加后的转运体功能。

背景:`SLC6A1` 中的致病性变异编码 γ-氨基丁酸(GABA)转运体 GAT-1,可通过降低 GABA 摄取、损害转运体转运以及造成功能性单倍剂量不足而引发发育性和癫痫性脑病(DEEs)。4-苯基丁酸(PBA)是一种临床可用的小分子,具有化学伴侣和组蛋白去乙酰化酶抑制剂活性,能够挽救错误折叠的 GABA 能蛋白,但仍需要变异水平的挽救数据来指导精准治疗。

方法:我们报道了一例新鉴定的 `de novo SLC6A1` 错义变异 p.Ala305Val(A305V),该变异见于一名表现为肌阵挛-失张力性癫痫及发育性和癫痫性脑病表型的患者。将 A305V 与残基匹配的比较变异 p.Ala305Thr(A305T)进行比较。通过以下方法评估变异效应:(i)基于冷冻电镜解析的人 GAT-1 模板(PDB 7Y7W),采用九种稳定性预测算法进行蛋白质结构预测;(ii)在 HEK293T 细胞、人 iPSC 来源星形胶质细胞和皮层神经元中进行 `3H-GABA` 摄取实验;(iii)活细胞共聚焦显微镜下检测内质网(ER)共定位;(iv)使用 PBA、TUDCA 和 salubrinal 进行药理学挽救;(v)进行 GAT-1 cDNA 基因增强,单独应用或与 PBA 联合应用。

结果:基于人工智能的稳定性预测结果一致表明,GAT-1(A305V) 和 GAT-1(A305T) 均发生去稳定化。A305V 在 HEK293T 细胞、星形胶质细胞和神经元中均降低了 `3H-GABA` 摄取。突变型转运体在内质网(ER)内积聚,ER 共定位率由野生型中的约 30% 升高至 A305V 中的约 80%;PBA 可将 ER 滞留降低至约 40%,并使 GAT-1 总荧光恢复至接近野生型水平。药理伴侣(PBA、TUDCA)可恢复突变型转运体的 GABA 摄取。野生型 GAT-1 基因增强可改善突变型 GAT-1 的摄取功能,而在现有剂量-反应范围内,PBA 联合基因增强所产生的挽救效果优于任一单独干预。

结论:`SLC6A1 A305V` 是一种转运受损、功能缺失型的 GAT-1 变异,其功能障碍可通过两条趋同的治疗轴线加以干预:药理学纠正折叠与转运,以及增加功能性转运体剂量。上述发现支持一种针对 `SLC6A1` 相关 DEEs 的双重精准医学框架,即 PBA 可提高由基因治疗增强后的转运体功能。


📄 原文链接:https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.05.730491v1?rss=1

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