鈉離子通道是細胞膜上存在的一種允許少量的鈉離子順其電化學梯度進入細胞內的蛋白質通道。在心臟中，鈉離子通道告訴心肌細胞何時收縮并傳遞信號，從而讓心臟向全身輸送血液。對于疾病或創傷導致心肌細胞受損，通常會導致心臟心律失常等多種心臟疾病。

通過基因治療，將負責產生鈉離子通道蛋白的基因導入心臟細胞，從而增強心臟細胞的電興奮性和動作電位傳導，可以用來治療心律失常等多種心臟病。然而，電壓門控鈉離子通道蛋白的基因太大，長度超過6kb，這超出了常用的體內基因治療遞送載體腺相關病毒（AAV）的4.7kb的長度限制。

相比之下，細菌鈉離子通道蛋白（BacNav）的基因長度僅為0.6-0.8kb，這一長度可被包裝到各種類型的基因治療遞送載體中。但之前的研究都是將其作為結構、門控機制和藥理學研究模型，還沒有將其作為替代基因治療的研究。

近日，美國杜克大學的研究人員在 Nature Communications 期刊發表了題為：Engineered bacterial voltage-gated sodium channel platform for cardiac gene therapy 的研究論文。

研究團隊改造了來自細菌的鈉離子通道蛋白（BacNav），將其基因遞送到心臟中，從而提高心肌細胞的啟動和傳遞電信號的能力，且能夠長時間工作，這為多種心臟疾病的治療提供了新的思路。

該論文的第一作者在幾年前就開始了Hung Nguyen對細菌的改造，以使它們的鈉離子通道蛋白能夠在人體細胞中保持活躍。共同第一作者吳天宇則進行了進一步優化，將改造后的細菌鈉離子通道蛋白基因與心肌細胞特異性啟動子MHCK7結合，然后使用腺相關病毒（AAV）通過靜脈注射遞送，六周后，功能性細菌鈉離子通道蛋白（BacNav）在健康小鼠心臟中穩定表達。

實驗結果顯示，這些細菌鈉離子通道蛋白只出現在了心房和心室內的心肌細胞中，而沒有出現在產生心跳的心臟細胞中，因此不會對心臟電生理造成不利影響。

研究團隊表示，這種基于AAV的基因療法只是向細胞中遞送了新的基因，而沒有以任何方式切割、替換或重寫現有DNA，因此具有更高的安全性。而且，許多臨床試驗已經證實了AAV基因療法的長期有效性和安全性。

研究團隊還表示，這項研究已經證實了細菌鈉離子通道蛋白能夠幫助小鼠心臟細胞的電激活，下一步將在小鼠心臟病模型中檢測其恢復心臟功能的能力。（生物谷 Bioon.com）

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