近日，密苏里大学的研究人员在脊髓肌肉萎缩（SMA）小鼠模型中发现，通过施用基因疗法AAV9-DOK7能够促进蛋白质DOK7的产生，从而改善小鼠神经肌肉结(NMJ)结构，减少肌肉纤维损失，提高抓地力，延长小鼠生存期。
这项研究以"AAV9-DOK7genetherapyreducesdiseaseseverityinSmn2B/-SMAmodelmice"发表在《生化与生物物理研究通讯》杂志上。
关于脊髓肌肉萎缩（SMA）
脊髓肌肉萎缩（SMA）是一种毁灭性的神经退行性疾病，是造成婴儿早期死亡的主要遗传疾病之一。如果没有早期医疗干预，大多数患有严重SMA的患者会在两岁时死亡，并经历骨骼肌的渐进萎缩和运动神经元的退化。
SMA是由单基因运动神经元存活基因SMN1缺陷引起，SMN1基因突变导致运动神经元生存蛋白SMN产生水平不足，从而使神经肌肉结（NMJ）受损，造成肌肉无力甚至瘫痪。神经肌肉结（NMJ）的损伤包括延迟成熟、定量释放减少、端板面积减少和脱神经等。DOK7是一种非催化支架蛋白，在神经肌肉结发育中起着至关重要的作用。
基于AAV9的基因疗法
与SMA的严重型小鼠模型相比，略温和的中间小鼠模型Smn2B更适用于AAV9-DOK7基因疗法疗效的验证。Smn2B小鼠虽然可以正常行走，但仍具有许多SMA特征，包括神经肌肉结缺陷、骨骼肌萎缩和运动神经元的丧失。密苏里大学的研究人员通过使用无害的腺相关病毒（rAAV9）载体将DOK7基因以静脉注射进Smn2B小鼠体内，达到验证目的。
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试验结果
01
scAAV9-Dok7改善Smn小鼠的表型
试验分为3组，分别是未受影响的Smn2B小鼠、未经治疗的Smn2B小鼠与接受AAV9-DOK7治疗的Smn2B小鼠。
17天后，接受治疗的Smn2B小鼠后肢骨骼肌DOK7蛋白水平增加，但SMN蛋白表达没有显著增强，未经治疗的小鼠平均存活天数为21.2天，而经scAAV9-DOK7治疗后小鼠的平均存活天数延长至22.2天。
与未经治疗的Smn2B小鼠相比，经scAAV9-DOK7治疗后的Smn2B小鼠体重没有显著增加。而四肢抓地力测试显示，治疗后的小鼠在疾病中期进程中抓地力强度显著改善，在疾病晚期，这种改善更为明显。（图1）
图1.scAAV9-Dok7改善Smn的表型2B/-小鼠
02
scAAV9-Dok7改善Nmjs的端板面积
SMA患者与SMA小鼠模型的骨骼肌表现出NMJs的运动端板面积的脱膜和减少，研究人员通过AAV9-DOK7治疗试验评估该疗法是否可以抑制SMA端板面积的减少。结果显示经AAV9-DOK7治疗后的Smn2B小鼠与未经处理的两组Smn2B小鼠相比，端板面积显著增加。（图2）
图2.scAAV9-Dok7改善了Smn中Nmjs的端板面积2B/-小鼠
03
scAAV9-DOK7不能改善Smn中的中央缺陷
21天后，与未受影响的Smn2B小鼠相比，未经治疗的Smn2B小鼠在脊髓中表现出显著的运动神经元损失，而接受治疗的小鼠的平均运动神经元计数虽然介于未受影响的Smn2B小鼠和未经治疗的Smn2B小鼠之间，但差异在统计学上并不显著。这些结果表明，AAV9-DOK7治疗没有增加小鼠运动神经元的数量与面积，表明它"不能改善中央缺陷"。（图3）
图3.scAAV9-DOK7不能改善Smn中的中央缺陷2B/-小鼠
04
scAAV9-DOK7改善Smn的肌肉纤维萎缩
运动神经元和骨骼肌之间的接触减少有助于改善SMA的肌肉纤维萎缩。研究人员对胫前肌（TA）和比目鱼肌（SO）两种肌肉纤维的横截面分析表明，与未受影响的Smn2B小鼠相比，未经治疗的Smn2B小鼠肌肉纤维面积显著减少，而与未处理的两组Smn2B小鼠相比，接受AAV9-DOK7治疗的Smn2B小鼠显著减少了肌肉纤维面积。这些结果加上运动活动的功能改善支持了DOK7在SMA的肌肉保护作用。（图4）
图4.scAAV9-DOK7改善了Smn的肌肉纤维萎缩2B/-小鼠。
这些研究结果表明，DOK7可能是一个有效的治疗目标，并作为SMA的一种新颖的修饰剂，以支持SMA疗法。
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