圖1. 天使綜合征（AS）患兒：微笑的無(wú)奈 ^[1]。

揭秘“微笑天使”的遺傳密碼：印記基因UBE3A
天使綜合征的遺傳機(jī)制復(fù)雜，主要與15號(hào)染色體q11-q13區(qū)域的 UBE3A 基因功能失常有關(guān)。在正常情況下，個(gè)體繼承來(lái)自父母雙方的染色體，在機(jī)體的許多組織中，父源（Pat）和母源（Mat）的 UBE3A 基因拷貝都可正常表達(dá) ^[2]。但UBE3A基因很特別，它是一個(gè)“印記基因”，在大腦神經(jīng)元中，父源的 UBE3A 基因無(wú)法表達(dá)。這是因?yàn)楦冈纯截悤?huì)受到UBE3A-ATS長(zhǎng)鏈非編碼RNA的抑制，該轉(zhuǎn)錄本與 UBE3A 基因座反向激活表達(dá)，導(dǎo)致父源 UBE3A 等位基因沉默。因此，通常只有母源的 UBE3A 等位基因在大腦神經(jīng)元中活躍表達(dá) ^[3-4]。
 

圖2. 腦組織中父源（Pat）來(lái)源的UBE3A基因處于印記沉默狀態(tài)  ^[4]。

母愛(ài)“缺席”：UBE3A基因缺失引發(fā)的連鎖反應(yīng)
UBE3A基因編碼的泛素-蛋白連接酶E3，是泛素蛋白降解系統(tǒng)的關(guān)鍵酶，負(fù)責(zé)催化靶蛋白的泛素化，調(diào)控其降解。此過(guò)程對(duì)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)穩(wěn)態(tài)至關(guān)重要，特別是在神經(jīng)元中，UBE3A蛋白通過(guò)調(diào)控特定蛋白水平，影響突觸功能、神經(jīng)信號(hào)傳遞和神經(jīng)發(fā)育 ^[5]。因此，母源 UBE3A 基因功能缺失會(huì)導(dǎo)致大腦中泛素-蛋白連接酶E3A水平不足，引起蛋白質(zhì)降解異常，進(jìn)而影響神經(jīng)功能發(fā)育，最終導(dǎo)致天使綜合征。

母源 UBE3A 基因功能缺失的主要機(jī)制包括 ^[6]：

• 母源染色體缺失：最常見(jiàn)的病因，攜帶 UBE3A 基因的母源染色體部分丟失。
• UBE3A基因突變：母源 UBE3A 基因發(fā)生點(diǎn)突變、插入或缺失，導(dǎo)致基因功能障礙。
• 父源單親二倍體（UPD）：個(gè)體繼承兩條父源的15號(hào)染色體，完全缺乏功能性母源 UBE3A 基因。
• 印記缺陷：母源 UBE3A 基因印記調(diào)控異常，導(dǎo)致本應(yīng)活躍的母源基因被沉默。

圖3. 導(dǎo)致天使綜合征發(fā)生的主要機(jī)制 ^[6]。

多管齊下，點(diǎn)亮“天使”的希望：天使綜合征的治療曙光
天使綜合征發(fā)病率約1/12,000 - 1/20,000，是一種沒(méi)有種族和性別偏好的罕見(jiàn)病 ^[7]。目前，該病尚無(wú)根治方法，治療以綜合康復(fù)為主，旨在緩解癥狀和提升生活質(zhì)量 ^[8]。天使綜合征的療法研發(fā)聚焦于長(zhǎng)效性、精準(zhǔn)調(diào)控和安全性，部分療法已進(jìn)入臨床試驗(yàn)階段，主要包括：基因療法（通過(guò)病毒載體遞補(bǔ)UBE3A基因）、父源UBE3A基因再激活（利用ASOs、CRISPR等靶向沉默抑制性RNA以解除基因沉默）、通路干預(yù)（如OV101調(diào)節(jié)神經(jīng)元過(guò)度抑制）以及癥狀治療（如優(yōu)化抗癲癇藥物） ^[9-11]。
 

圖4. 部分進(jìn)展較快的在研AS療法管線 ^[11]。

人鼠同源：Ube3a基因敲除小鼠，疾病研究的得力助手
幸運(yùn)的是，小鼠和人類(lèi)在UBE3A基因區(qū)域有著驚人的相似性，小鼠的Ube3a基因也存在父源基因印記沉默現(xiàn)象。這使得人們可以利用小鼠模型，更有效地模擬和研究人類(lèi)天使綜合征 ^[12]。目前廣泛使用的AS小鼠模型，是由Beaudet實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建的母源Ube3a缺陷小鼠（Ube3a^m−/p+），這種小鼠模型展現(xiàn)出與人類(lèi)AS高度相似的特征，如運(yùn)動(dòng)障礙、認(rèn)知缺陷、癲癇易感、睡眠紊亂和焦慮行為 ^[13]。該模型高度模擬人類(lèi)AS基因型和表型特征，成為研究病理機(jī)制和療法的核心工具，被廣泛應(yīng)用于疾病研究、基因療法評(píng)估、藥物篩選和早期干預(yù)研究 ^[13-14]。
 

圖5. 常用于天使綜合征研究的小鼠模型 ^[14]。

賽業(yè)生物Ube3a KO小鼠：用數(shù)據(jù)實(shí)力，加速新藥研發(fā)
為加速天使綜合征新療法的研發(fā)，賽業(yè)生物開(kāi)發(fā)了 Ube3a 基因敲除（Ube3a KO）小鼠（產(chǎn)品編號(hào)：C001611）。通過(guò)雜合雌性 Ube3a KO 小鼠與雄性野生型小鼠交配，所得的雜合雄性 Ube3a KO 小鼠具備人類(lèi)天使綜合征的主要致病機(jī)制：即大腦神經(jīng)元中父源等位基因沉默，母源等位基因表達(dá)缺失。初步數(shù)據(jù)顯示，該小鼠腦部Ube3a基因表達(dá)幾乎完全缺失，并出現(xiàn)焦慮樣或強(qiáng)迫行為、活動(dòng)性降低、活動(dòng)距離和平均活力下降、部分小鼠存在明顯應(yīng)激異常等運(yùn)動(dòng)和行為學(xué)缺陷。

驗(yàn)證數(shù)據(jù)如下：

• Ube3a基因表達(dá)缺失

圖6. Ube3a KO雜合小鼠腦組織中Ube3a基因表達(dá)幾乎完全缺失。

• 大理石埋藏實(shí)驗(yàn)（Marble Burying）

圖7. Ube3a KO雜合小鼠表現(xiàn)出較低的焦慮樣或強(qiáng)迫行為。

• 筑巢行為測(cè)試（Nest building）

圖8. 與野生型對(duì)照組相比，Ube3a KO雜合小鼠筑巢行為明顯下降，活動(dòng)性降低。

• 曠場(chǎng)實(shí)驗(yàn)（Open field）

圖9. Ube3a KO雜合小鼠活力、活動(dòng)距離和平均活力明顯下降，部分小鼠存在明顯應(yīng)激異常。

綜上所述，Ube3a KO小鼠（產(chǎn)品編號(hào)：C001611）腦部Ube3a基因表達(dá)基本缺失。初步行為學(xué)數(shù)據(jù)顯示，該模型表現(xiàn)出焦慮樣/強(qiáng)迫行為、應(yīng)激反應(yīng)異常等特征，同時(shí)伴有自主活動(dòng)性下降、運(yùn)動(dòng)距離縮短及平均活力降低等運(yùn)動(dòng)功能及行為學(xué)異常。后續(xù)研究中，我們將對(duì)該模型開(kāi)展更多維度的行為學(xué)檢測(cè)，以全面評(píng)估其行為學(xué)表型特征。這種小鼠高度模擬人類(lèi)天使綜合征的基因型和表型特征，可用于天使綜合征的疾病機(jī)制研究、基因治療策略評(píng)估、藥物干預(yù)效果評(píng)價(jià)以及早期干預(yù)措施的有效性評(píng)估等方面。我們期待這款模型能夠成為天使綜合征新療法研發(fā)的“加速器”，為“微笑天使”們帶來(lái)真正的希望和未來(lái)。

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