在CRISPR-Cas工程线虫和患者源性iPCSs中，与DAT/SLC6A3突变相关的多巴胺转运功能障碍的研究

多巴胺转运体缺陷综合征(dds)是一种常染色体隐性帕金森病，由人多巴胺转运体DAT/SLC6A3突变引起。SLC6A3是一种膜转运蛋白，在突触前膜上结合多巴胺内化和Na+/Cl-转运，是多巴胺能神经传递的主要调节因子，与各种人类神经障碍有关，包括自闭症谱系障碍(ASD)和注意力缺陷多动障碍(ADHD)。最近，在表现出更广泛的帕金森表型的患者中，发现了10种新的错义变体，这些患者的疾病起病时间和严重程度不同。然而，这些突变对SLC6A3分子功能的影响及其对多巴胺能信号传导的整体影响目前尚不清楚。

为了研究slc6a3相关的疾病机制，我们将通过CRISPR-Cas工程，将7个新的错义变体导入内源性秀丽隐杆线虫正交基因data -1，建立新的DTDS体内模型。在人类中，多巴胺调节着一系列的行为反应和运动控制，其中大部分在进化过程中是保守的。该学生将验证DTDS data -1突变对多巴胺控制行为和运动功能的影响，并监测神经毒素诱导的多巴胺能神经元退行性变秀丽隐杆线虫。为了验证他们的发现，学生将在DTDS的中脑多巴胺能神经元模型中测试选定的疾病SLC6A3变体的影响，他们将从患者来源的诱导多能干细胞(iPSCs)发展。学生将通过研究突变多巴胺能细胞中的SLC6A3功能、多巴胺毒性、神经退行性变和炎症，评估疾病的细胞机制。这将通过治疗多巴胺能神经元和秀丽隐杆线虫具有药物伴侣的模型，对SLC6A3折叠缺陷的疾病相关修复有效。

dtd的建模主要依赖于人类细胞培养技术和小鼠模型。测试多巴胺运输的改变在体外并不容易转化为人类大脑的帕金森表现型。小鼠Slc6a3/DAT敲除分析，每年发表3-4项研究，使用约100只小鼠/研究(pid:34011628)，强调了Slc6a3在多巴胺能脑功能中的重要作用，但没有传递患者的错义变异的数据。敲入(KI)方法，提供了更准确的患者等位基因数据，最近得到了发展，到目前为止，已经生成了5个KI小鼠模型，用于研究SLC6A3的错义变体的影响。这些研究估计每项研究使用300只小鼠来生成KI模型并对其进行表征。缺乏快捷，廉价在活的有机体内评估SLC6A3变异体数量增加的影响的模型导致功能分析和潜在治疗方法的开发缓慢和低效。在此，我们建议迅速引入7种新的疾病变体秀丽隐杆线虫SLC6A3的同源物，取代了建立KI小鼠模型的需要。在线虫模型中获得的结果将转化为患者iPSC模型，用于立即的治疗研究。因此，我们估计，在这个项目中，在主办机构可以替换2100只动物。当秀丽隐杆线虫KI模型应用于其他slc6a3相关的神经疾病，如ADHD或ASD，我们的替代策略将产生更广泛的3R影响，导致进一步减少小鼠的使用，有可能每年在全球slc6a3相关疾病研究中进一步替代300-400只动物。考虑到目前没有治疗dtd的方法，快速在活的有机体内结合药理伴侣和iPSCs的建模将提供一种强有力的方法，有助于我们了解新型SLC6A3变体在患者中的功能后果。