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肥厚型心肌病（hypertrophiccardiomyopathy,HCM）是最为常见的遗传性心肌病，其并发症包括心脏衰竭，心律不齐和心脏猝死。研究证明肌球蛋白MYH7中c.GA(p.RQ)这一显性失活的致病突变（PV）导致心脏收缩力增加和HCM起始。
年2月13日，来自德克萨斯大学西南医学中心的EricN.Olson在NatureMedicine上发表了题为Baseeditingcorrectionofhypertrophiccardiomyopathyinhumancardiomyocytesandhumanizedmice的文章，作者鉴定了一个腺嘌呤碱基编辑器单链向导RNA（sgRNA）系统，并用其在旁观者编辑（bystanderediting）和脱靶编辑最小限度的前提下有效修正了PV，提示碱基编辑用于治疗心脏疾病的潜力。
碱基编辑是目前治疗遗传性疾病尤其是单核苷酸变异一个非常有前景的方法，编辑器一般由Cas9蛋白和sgRNA组成。腺嘌呤碱基编辑器（ABEs）使用的是脱氧腺苷脱氨酶将DNA中的A-T转变为G-C，作者首先筛选了不同的ABEs，包括ABEmax和ABE8e，确定了编辑效率最高，引入的旁观者编辑最少且脱靶效应最低的ABEmax-VRQR和h_sgRNA系统（图1）。作者将这一系统应用于HCM病人来源的诱导多能干细胞（iPSCs），高通量测序结果显示编辑效率达到98–99%，拖把的DNA编辑水平在0.12%以下，旁观者编辑频率为0.03–0.48%，证实了h_sgRNA和ABEmax-VRQR的组合能够有效特异地修正目标错义突变。
图1用于修正MYH7中突变的ABE系统的优化
MYH7中c.GA(p.RQ)突变增加了可用于收缩的功能肌球蛋白头的数量，从而增加了力的产生和更多的ATP消耗，导致细胞代谢改变。作者将病人来源的3个细胞系都分化为CMs，并检测了ABE系统修正后iPSC-CMs中肌球蛋白和ATP相关的改变，发现CMs中PV的修正挽救了强收缩表型，恢复了正常的细胞动力学。
与人中主要表达β肌球蛋白重链异构体不同，成年小鼠心脏主要表达α肌球蛋白重链异构体，由Myh6编码。以往的HCM小鼠模型都是用Myh6突变直接替代MYH7突变，但这二者在蛋白编码区域并不是完全相同的，因此用于人基因组的sgRNA编辑策略无法直接应用至小鼠模型。作者构建了一个包含MYH7c.GA(p.RQ)突变的小鼠模型，它伴有心室肥大、心肌细胞紊乱和纤维化的心肌病。
作者将h_sgRNA和ABEmax-VRQR用腺相关病毒包装递送至小鼠体内，组织学分析显示PV的修正足以组织HCM起始，ABE处理的小鼠在胶原区域，心脏壁厚度和心脏横截面积等多个指征上都与WT小鼠无明显的差异。进一步地，作者对编辑后的小鼠心室CMs进行了基因组和转录组分析，发现DNA编辑效率在32.3±2.87%，病原转录本降低了33.1±9.08%，且没有检测出旁观者突变，A-I编辑频率也没有显著上升，这再次证明了AAV9ABE系统的可行性。作者鉴定了Myh6h/+小鼠与Myh6WT小鼠中个差异上调的基因，涉及细胞间通讯和血管生成的失调，Myh6h/+小鼠与ABE处理过的Myh6h/+小鼠间细胞间通讯也失调，而原型肥大标志物Nppa在ABE处理过的Myh6h/+小鼠和Myh6WT小鼠中无显著差异，说明AAV9ABE系统能够有效地修正基因组DNA中的病理性核苷酸，防止转录组失调。
综上，文章开发了一个腺嘌呤编辑系统，并在HCM病人和小鼠模型中进行了验证，碱基编辑成分的递送挽救了诱导多能干细胞心肌细胞的HCM的病理表现。文章的研究结果促进了腺嘌呤碱基编辑器疗法的进一步发展，以纠正引起心脏病的单基因变异。
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