mitoTALEN技术减少神经元mtDNA突变负载

线粒体DNA（mtDNA）突变经常导致严重的脑病，尤其是当这些突变以异质状态存在时。线粒体疾病可以由线粒体或核基因组的突变引起，mtDNA突变至少占一半。近期，发表在《Molecular Therapy-Nucleic Acids》的一篇题为“mitoTALEN reduces the mutant mtDNA load in neurons”文献首次展示mitoTALEN可以有效地在神经元中靶向突变mtDNA，代表了线粒体基因组编辑领域的重要突破，并预测将很快进入临床试验阶段。

研究人员利用mitoTALEN的精确性，选择性消除中枢神经系统（CNS）内的突变mtDNA，特别是针对携带线粒体tRNA丙氨酸基因（m.5024C>T）异质突变的小鼠模型。他们使用AAV-PHP.eB和神经元特异性突触蛋白启动子实现mitoTALEN在神经元中的有效递送和表达。在大多数CNS区域实现了有效的转导，并观察到突变mtDNA的显著减少。这种减少伴随着线粒体tRNA丙氨酸水平的增加，该水平因m.5024C>T突变而显著降低。

相关实验细节：

• 测试了三种不同的启动子以实现神经元中的高表达，并选择了神经元特异性SYN（人突触蛋白）启动子。

• 通过AAV-PHP.eB病毒载体实现了mitoTALEN单体在小鼠大脑中的表达。

• 使用数字PCR（dPCR）量化了AAV DNA水平，并发现在CNS组织中，特别是在皮层和纹状体/中脑中，AAV DNA水平较高。
  

Western Blot数据展示了AAV-PHP.eB-SYNpr-mitoTALEN在注射小鼠大脑中的表达情况。Stain-Free免染总蛋白作为上样控制。

Stain-Free技术通过UV检测预染色的凝胶，实现了对总蛋白量的直接和定量评估。这种方法不仅适用于传统的Western Blot分析，还能够在多种实验条件下提供准确的蛋白加载控制。随着Stain-Free技术在神经科学研究中的推广，它有望成为新的标准操作程序，为神经科学研究提供更可靠的数据支持。

随着对管家蛋白稳定性的质疑日益增加，Stain-Free技术提供了一种更可靠的替代方案。它通过提供更准确的蛋白加载控制，有助于提高神经科学研究的质量和可靠性。

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1.mitoTALEN reduces the mutant mtDNA load in neurons. Molecular Therapy-Nucleic Acids. 2024.