Cell and Gene Replacement Strategies for Arginase Deficiency

精氨酸酶缺乏症的细胞和基因替代策略

基本信息

  • 批准号:
    10115139
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 32.87万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-04-01 至 2023-02-28
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Project Summary/Abstract The urea cycle is the major pathway for detoxification of ammonia in mammals. Arginase 1 deficiency is thought to be the least common of the urea cycle disorders and results in hyperargininemia. In humans, deficiency of this enzyme is characterized clinically by progressive mental impairment, spasticity, growth retardation, and periodic episodes of hyperammonemia. This proposal is two-fold: 1) to continue to advance gene-based therapies for arginase deficiency utilizing appropriate murine models; viral vectors and genomic correction technology will be applied to examine if animals can be corrected behaviorally and biochemically; and 2) to evaluate an iPSC-derived cell therapy approach with hepatocytes placed on bioactive scaffolds to supply urea cycle function. Preliminary data: Our research group has (amongst other findings): 1) constructed and characterized the arginase 1 knockout mouse; 2) demonstrated long-term survival and rescue with recombinant adeno-associated viral vectors; 3) demonstrated that only low-level ureagenesis is necessary for long-term survival; 4) shown that, using an array of behavioral tests, that treated arginase knockout animals lack nervous system abnormalities and there is no difference in learning or behavior when compared to littermates; 5) shown that peripheral metabolism can result in control of circulating plasma arginine; and 6) loss of arginase gene expression results in abnormalities of intrinsic excitability and the dendritic arbor of neurons. In Aim 1, long-term expression of arginase 2 in muscle by viral vector gene therapy will be performed to examine for biochemical and phenotypic correction in a murine model of arginase deficiency. This approach may avoid neutralizing immune responses in patients with null mutations. In Aim 2, studies will examine if an auxiliary liver grown on scaffolds can supply the minimal urea cycle function necessary to lead to phenotypic correction of hyperargininemia. This approach may be successful for other urea cycle disorders. With successful completion of the proposed studies it is expected that a new therapy with gene and cell replacement will be one step closer for patients afflicted with arginase deficiency.
项目概要/摘要 尿素循环是哺乳动物氨解毒的主要途径。精氨酸酶 1 缺乏症被认为 是最不常见的尿素循环障碍,并导致高精氨酸血症。在人类中,缺乏 这种酶的临床特征是进行性精神障碍、痉挛、生长迟缓和 周期性发作的高氨血症。该建议有两个方面:1)继续推进基于基因的研究 利用适当的小鼠模型治疗精氨酸酶缺乏症;病毒载体和基因组校正 将应用技术来检查动物是否可以在行为和生化方面得到纠正; 2) 至 评估 iPSC 衍生细胞治疗方法,将肝细胞放置在生物活性支架上以供应尿素 循环功能。初步数据:我们的研究小组(除其他发现外):1)构建并 精氨酸酶 1 敲除小鼠的特征; 2)通过重组证明了长期存活和救援 腺相关病毒载体; 3)证明只有低水平的尿素生成对于长期而言是必要的 生存; 4)表明,通过一系列行为测试,经过治疗的精氨酸酶敲除动物缺乏紧张感 系统异常,与同窝出生的孩子相比,学习或行为没有差异; 5) 如图所示 外周代谢可导致循环血浆精氨酸的控制; 6) 精氨酸酶基因丢失 表达导致神经元内在兴奋性和树突状结构的异常。在目标 1 中,长期 将通过病毒载体基因治疗在肌肉中表达精氨酸酶 2,以检查生化和 精氨酸酶缺乏的小鼠模型的表型校正。这种方法可以避免中和免疫 无效突变患者的反应。在目标 2 中,研究将检验是否在支架上生长辅助肝脏 可以提供导致高精氨酸血症表型纠正所需的最小尿素循环功能。这 该方法可能对其他尿素循环障碍有效。随着拟议研究的成功完成 预计一种基因和细胞替代的新疗法将为患有该病的患者迈出一步 精氨酸酶缺乏症。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
GABAA receptors as plausible molecular targets and mediators for taurine and homotaurine actions.
GABAA 受体作为牛磺酸和同型牛磺酸作用的合理分子靶标和介质。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Meera, Pratap;Uusi;Lipshutz, Gerald S;Wallner, Martin
  • 通讯作者:
    Wallner, Martin
Guanidinoacetate (GAA) is a potent GABAA receptor GABA mimetic: Implications for neurological disease pathology.
胍基乙酸 (GAA) 是一种有效的 GABAA 受体 GABA 模拟物:对神经系统疾病病理学的影响。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.7
  • 作者:
    Meera, Pratap;Uusi;Wallner, Martin;Lipshutz, Gerald S
  • 通讯作者:
    Lipshutz, Gerald S
Immune Responses and Immunosuppressive Strategies for Adeno-Associated Virus-Based Gene Therapy for Treatment of Central Nervous System Disorders: Current Knowledge and Approaches.
用于治疗中枢神经系统疾病的腺相关病毒基因疗法的免疫反应和免疫抑制策略:当前知识和方法。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022-12
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4.2
  • 作者:
    Prasad, Suyash;Dimmock, David P;Greenberg, Benjamin;Walia, Jagdeep S;Sadhu, Chanchal;Tavakkoli, Fatemeh;Lipshutz, Gerald S
  • 通讯作者:
    Lipshutz, Gerald S
Lipid nanoparticle-targeted mRNA therapy as a treatment for the inherited metabolic liver disorder arginase deficiency.
脂质纳米颗粒靶向 mRNA 疗法用于治疗遗传性代谢性肝病精氨酸酶缺乏症。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.1
  • 作者:
    Truong, Brian;Allegri, Gabriella;Liu, Xiao;Burke, Kristine E;Zhu, Xuling;Cederbaum, Stephen D;Häberle, Johannes;Martini, Paolo G V;Lipshutz, Gerald S
  • 通讯作者:
    Lipshutz, Gerald S
O-GlcNAcylation enhances CPS1 catalytic efficiency for ammonia and promotes ureagenesis.
O-GlcNAcylation 增强 CPS1 对氨的催化效率并促进尿素生成。
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022-09-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
    Soria, Leandro R;Makris, Georgios;D'Alessio, Alfonso M;De Angelis, Angela;Boffa, Iolanda;Pravata, Veronica M;Rüfenacht, Véronique;Attanasio, Sergio;Nusco, Edoardo;Arena, Paola;Ferenbach, Andrew T;Paris, Debora;Cuomo, Paola;Motta, Andrea;Nitz
  • 通讯作者:
    Nitz
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  • 通讯作者:
    Stephanie Grunewald

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