Nature重磅！CRISPR 激活技術逆轉自閉癥！

在神經發育障礙領域，SCN2A基因單拷貝缺失（haploinsufficiency）是導致自閉癥譜系障礙、智力殘疾和難治性癲癇的主要原因之一。傳統基因療法因病毒載體容量有限難以應對長基因序列的替代需求。2025年9月，Nature發表題為CRISPR activation for SCN2A-related neurodevelopmental disorders的研究論文，提出通過CRISPR激活技術（CRISPRa）上調內源SCN2A的表達，逆轉神經功能缺陷。

Fig1.基因復位：青少年階段干預仍能修復腦功能。研究團隊首先通過基因工程設計，在Scn2a單拷貝缺失小鼠模型中驗證基因復位概念。如圖1所示，在青少年期通過Cre酶恢復Scn2a功能基因拷貝后，小鼠前額葉皮層錐體神經元的電生理缺陷得到顯著改善。具體地說，動作電位峰值dV/dt（反映鈉通道功能）恢復至正常水平，樹突鈣信號傳導和AMPA/NMDA受體比例異常均被糾正。這表明即使錯過早期發育關鍵期，在青少年階段恢復SCN2A表達仍能重塑神經元功能。

Fig2.CRISPRa精準激活：體內外驗證治療潛力。研究人員進一步開發了rAAV病毒遞送的CRISPRa系統，靶向Scn2a基因啟動子區。通過顱內注射，成功將Scn2a mRNA表達上調1.5倍（圖2）。在Scn2a+/-小鼠模型中，CRISPRa處理使神經元動作電位的產生能力和突觸功能恢復正常。RNA測序分析顯示該技術具有高度特異性，未引起顯著脫靶效應。

Fig3.系統性治療：從腦部到全身突破。為提升臨床轉化潛力，團隊探索了靜脈給藥途徑。使用能穿透血腦屏障的PHP.eB血清型AAV病毒，通過尾靜脈注射實現CRISPRa組分在全腦的表達（圖3）。這種系統性治療不僅恢復了電生理指標，還顯著降低化學誘導的癲癇發作敏感性。在野生型小鼠中過表達Scn2a并未引起過度興奮，表明該技術具有內在安全性。

Fig4.人類神經元驗證：臨床轉化前景明朗。研究最后在人類干細胞衍生的神經元中驗證了CRISPRa的有效性。在SCN2A+/-人神經元中，該技術成功恢復動作電位發放頻率和波形特征（圖4）。尤為重要的是，CRISPRa處理還逆轉了神經元軸突起始段的結構異常，表明該技術能同時修復功能和結構缺陷。

這項研究首次證實，通過CRISPRa技術調控內源性基因表達可有效治療單拷貝缺失引起的神經發育障礙。其創新性體現在：1、時間窗口突破：青少年期干預仍有效，打破神經發育關鍵期限制；2、技術優勢：規避傳統基因療法的載體容量限制和異位表達風險；3、治療策略：系統性給藥實現全腦覆蓋，臨床轉化可行性高；4、安全特性：內源性調控機制防止過度表達，具備天然安全緩沖。

該研究為SCN2A相關疾病提供新治療思路，更開創cis-調控療法（CRT）在神經疾病中的應用先例。隨著載體技術和遞送方法的優化，這種策略有望拓展至其他單基因缺陷疾病，為精準醫療開啟新篇章。