雷特综合征（Rett Syndrome, RTT）是一种罕见的进行性神经发育障碍，超过95%的RTT患者携带甲基-CpG结合蛋白2（MECP2）基因的功能丧失型（LOF）突变 [1]。MECP2突变导致脑细胞功能异常，进而引发一系列神经系统症状，包括发育迟缓、语言丧失、手部刻板动作和呼吸异常，严重影响患者的生活质量。目前，RTT尚无治愈方法，治疗主要集中在缓解症状和提高生活质量。尽管近年来对RTT的研究取得了进展，并有部分针对症状的药物获得批准上市，但开发能够有效治愈或逆转RTT病程的治疗方法仍是研究的重点。
图1. 雷特综合征（RTT）的基本情况 [2]。
1. 雷特综合征（RTT）症状及治疗现状
雷特综合征（RTT）的致病基因MECP2位于X染色体上，且大多数MECP2致病突变源自精子在分裂和形成过程中产生的新自发突变 [3]。由于父亲通常将X染色体传给女儿，将Y染色体传给儿子，因此RTT主要影响女性，每10,000名新生女婴中约有一人患RTT，全球范围内约有35万名RTT患者 [4]。RTT的症状通常在儿童早期出现，并随着时间推移逐渐发展，包括发育倒退、手部刻板动作、肌肉张力异常、步态异常以及生长和发育迟缓等神经系统症状 [3-4]。目前唯一获批用于治疗RTT的药物曲非奈肽（Trofinetide）是一种胰岛素样生长因子1（IGF-1）氨基末端三肽合成类似物，旨在减轻炎症、保护神经细胞，从而改善患者的社交、运动和呼吸等方面的症状 [5]。然而，曲非奈肽无法治愈RTT，且存在腹泻和呕吐等副作用。更为重要的是，其年均费用高达37.5万美元，远超大多数家庭的负担水平 [6]。因此，RTT患者仍然需要更安全有效的治疗方法、更低的治疗成本和多样化的治疗手段。
图2. 正常人和RTT患者的神经解剖学特征 [3]。
2. MECP2基因
MECP2基因编码的表观遗传调节因子在神经系统的正常发育和功能中起着至关重要的作用。MeCP2蛋白在神经元中高表达，结合甲基化DNA抑制转录，从而调节基因表达、染色质结构、RNA剪接和microRNA处理等过程 [3]。MeCP2的缺失会导致神经元功能障碍，包括突触连接破坏和神经递质系统改变。据报道，约96%的RTT患者携带MECP2基因突变 [3]，常见的致病突变包括错义突变、无义突变、移码突变和插入/缺失突变，这些突变通常导致MeCP2蛋白缺失或功能障碍，进而引发神经元和突触的结构与功能异常。
图3. MeCP2缺失导致RTT患者体内基因转录失调 [3]。
3. RTT小鼠模型
RTT与MECP2的功能缺失（LOF）密切相关，因此MeCP2基因敲除（KO）小鼠广泛应用于RTT机制研究及相关治疗药物的筛选与评价，尤其在对症治疗和AAV介导的基因补充疗法研究领域 [7-8]。尽管大多数RTT患者为MECP2杂合突变女性携带者，男性患者较为罕见，但MeCP2敲除的雄性半合子小鼠（MeCP2-/Y）由于缺乏X染色体失活（XCI）机制，所有细胞均不表达MeCP2蛋白，展现出最强的RTT表型 [7-9]。这些表型包括寿命缩短、运动功能障碍、呼吸异常、刻板行为、焦虑、社交互动障碍、认知缺陷以及细胞和突触缺陷等，且与RTT患者的广泛表型高度相似。因此，MeCP2基因敲除的雄性半合子小鼠（MeCP2-/Y）在RTT研究中使用更为广泛，且已被用于目前唯一获批的RTT治疗药物曲非奈肽的临床前研究 [10]。
图4. 文献报道MeCP2 KO小鼠（MeCP2-/Y）用于RTT疗法的临床前研究数据 [11]。
为推进雷特综合征（RTT）研究及疗法的开发，赛业生物研发了多款MeCP2相关小鼠模型。其中，Mecp2基因敲除（KO）小鼠（产品编号：C001582）与经典的RTT小鼠相似，初步验证数据显示，该小鼠在体重和存活率上表现异常，且出现步态缺陷、后肢抱紧、震颤、运动功能障碍以及呼吸异常等进行性加重的RTT表型。
4. 生长曲线与生存曲线
C001582 MeCP2 KO小鼠（MeCP2-/Y）出生后的体重明显低于野生型小鼠，并且在6周龄左右出现死亡现象，所有MeCP2 KO小鼠在20周之前均死亡。
图5. 野生型小鼠（WT）与C001582 MeCP2 KO小鼠（MeCP2-/Y）的生长曲线及生存曲线对比。
5. 疾病评分与抓力测试
疾病评分数据显示，C001582 MeCP2 KO小鼠（MeCP2-/Y）从5周龄开始出现明显RTT表型，随着时间的推移，疾病表型评分逐渐升高。同时，抓力测试结果显示，5周龄的MeCP2 KO小鼠抓力低于野生型小鼠。
图6. 野生型小鼠（WT）与C001582 MeCP2 KO小鼠（MeCP2-/Y）的疾病评分与抓力测试对比。
总结
通过敲除MeCP2基因构建的MeCP2 KO小鼠（产品编号：C001582）是一种高度模拟雷特综合征（RTT）病理的动物模型，展现出典型的RTT表型，包括体重下降、步态异常、运动功能障碍和呼吸异常等进行性症状，且具有明显的早期疾病表现和快速进展。该小鼠模型可广泛应用于RTT的发病机制研究、药物筛选、疗法开发及基因治疗等临床前研究，为相关疾病的研究和治疗策略的评估提供了重要平台。
参考文献
[1] Percy AK, Ananth A, Neul JL. Rett Syndrome: The Emerging Landscape of Treatment Strategies. CNS Drugs. 2024 Nov;38(11):851-867. doi: 10.1007/s40263-024-01106-y. Epub 2024 Sep 9.
[2] Stoke Therapeutics. (n.d.). Rett Syndrome. Retrieved December 20, 2024, from https://www.stoketherapeutics.com/disease-areas/rett-syndrome/
[3] Gold WA, Percy AK, Neul JL, Cobb SR, Pozzo-Miller L, Issar JK, Ben-Zeev B, Vignoli A, Kaufmann WE. Rett syndrome. Nat Rev Dis Primers. 2024 Nov 7;10(1):84.
[4] Reverse Rett. (n.d.). Genetic editing milestone in mouse model of Rett Syndrome. Retrieved December 20, 2024, from https://reverserett.org/news/press-releases/genetic-editing-milestone-in-mouse-model-of-rett-syndrome/
[5] Keam SJ. Trofinetide: First Approval. Drugs. 2023 Jun;83(9):819-824.
[6] Managed Healthcare Executive. (2023, March 18). FDA approves first treatment for Rett syndrome. Retrieved December 20, 2024, from https://www.managedhealthcareexecutive.com/view/fda-approves-first-treatment-for-rett-syndrome
[7] Ip JPK, Mellios N, Sur M. Rett syndrome: insights into genetic, molecular and circuit mechanisms. Nat Rev Neurosci. 2018 Jun;19(6):368-382.
[8] Vashi N, Justice MJ. Treating Rett syndrome: from mouse models to human therapies. Mamm Genome. 2019 Jun;30(5-6):90-110.
[9] Katz DM, Berger-Sweeney JE, Eubanks JH, Justice MJ, Neul JL, Pozzo-Miller L, Blue ME, Christian D, Crawley JN, Giustetto M, Guy J, Howell CJ, Kron M, Nelson SB, Samaco RC, Schaevitz LR, St Hillaire-Clarke C, Young JL, Zoghbi HY, Mamounas LA. Preclinical research in Rett syndrome: setting the foundation for translational success. Dis Model Mech. 2012 Nov;5(6):733-45.
[10] Tropea D, Giacometti E, Wilson NR, Beard C, McCurry C, Fu DD, Flannery R, Jaenisch R, Sur M. Partial reversal of Rett Syndrome-like symptoms in MeCP2 mutant mice. Proc Natl Acad Sci U S A. 2009 Feb 10;106(6):2029-34.
[11] Derecki NC, Cronk JC, Lu Z, Xu E, Abbott SB, Guyenet PG, Kipnis J. Wild-type microglia arrest pathology in a mouse model of Rett syndrome. Nature. 2012 Mar 18;484(7392):105-9.
