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.
项目摘要/摘要 尿素周期是哺乳动物中氨解毒的主要途径。精氨酸酶1缺乏 是尿素周期疾病中最不常见的,并且导致高氨基蛋白血症。在人类中,缺乏 该酶在临床上以进行性心理障碍,痉挛,增长智慧和 高症血症的周期性发作。该提议是两个方面:1)继续推进基于基因的 使用适当的鼠模型的精氨酸酶缺乏症的疗法;病毒载体和基因组校正 技术将应用于检查动物是否可以在行为和生化上纠正;和2)到 用放置在生物活性支架上的肝细胞评估IPSC衍生的细胞疗法,以提供尿素 周期功能。初步数据:我们的研究小组(除其他发现):1)构建和 表征精氨酸酶1基因敲除鼠标; 2)表现出长期生存和重组的生存和救援 腺相关病毒载体; 3)证明长期仅需要低级尿素。 生存; 4)表明,使用一系列治疗精氨酸酶敲除动物的行为测试缺乏神经 系统异常,与同窝姐妹相比,学习或行为没有差异; 5)显示 外周代谢可以控制循环血浆精氨酸。 6)精氨酸酶基因的丧失 表达导致内在兴奋性异常和神经元的树突状乔木。在AIM 1中,长期 将通过病毒载体基因疗法表达精氨酸酶2在肌肉中的表达,以检查生化和 精氨酸酶缺乏模型中的表型校正。这种方法可能避免中和免疫 无效突变患者的反应。在AIM 2中,研究将检查是否在脚手架上生长的辅助肝脏 可以提供最小的尿素循环功能,以导致高氨基血症的表型矫正。这 对于其他尿素周期疾病,方法可能成功。随着拟议的研究成功完成 预计,对于患有折磨的患者,对基因和细胞置换的新疗法将更接近一步。 精氨酸酶缺乏。

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)
O-GlcNAcylation enhances CPS1 catalytic efficiency for ammonia and promotes ureagenesis.
  • DOI:
    10.1038/s41467-022-32904-x
  • 发表时间:
    2022-09-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    16.6
  • 作者:
  • 通讯作者:
Immune Responses and Immunosuppressive Strategies for Adeno-Associated Virus-Based Gene Therapy for Treatment of Central Nervous System Disorders: Current Knowledge and Approaches.
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  • 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.
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