脊髓性肌萎缩（SMA）是一种破坏性的神经变性疾病，是婴儿死亡主要的遗传因素。在世界范围,新生儿发病率约为1/人。虽然支持治疗延长了SMA-I型患者的生存期，大多数严重SMA患者在2岁左右死亡，并且会经历一个大量α运动神经元变性导致骨骼肌萎缩的过程。SMA是由于SMN1和SMN2编码的运动神经元生存基因（SMN）蛋白降低发展而来，而两个基因具有相同的阅读框架，SMN1的突变或缺失是引起SMA的主要原因。由于沉默了多态核苷酸中的一个重要的外显子，约90％的SMN2转录剪接，编码截短的产物被称为SMNΔ7，而仅约10％的SMN2转录编码全长SMN。而SMN蛋白质与多种核糖核苷酸复合物相关，并且对所有细胞类型中的剪接体装配起关键作用。SMN缺陷如何导致SMA的发展目前还不清楚。
蛋白翻译研究和临床试验表明，升高SMN水平是治疗SMA的重要的治疗方式。可以通过多种机制来增加SMN水平，包括反义寡核苷酸（ASO），传统小分子和基因治疗，增加SMN2转录物的外显子7，增加SMN2转录或稳定SMN蛋白水平，这些治疗方法被称为“SMN依赖”途径：提升SMN的蛋白表达。虽然这些增加SMN水平的治疗策略对于很多类型SMA可能是有用的，但是有效的临床治疗SMA范围宽度的方案可能需要组合方法包括“SMN不依赖”的方法来解决疾病的复杂性。SMN不依赖治疗可以设想为增强SMN相关功能或次要的缺陷/途径的补偿，两者都不需要增加SMN蛋白水平。基于这个概念，两种化合物已经进入SMA的临床试验，其机制不同于提高SMN水平：由Roche（Olesoxime）开发的神经保护剂和Cytokinetics（CK-）开发的骨骼肌活化剂。将来，SMN不依赖路径的药物开发可能在治疗SMA方面发挥重要作用，SMA的遗传修饰因子是SMN独立药物靶标的可能来源。
plastin-3（PLS3），一种钙依赖性肌动蛋白结合蛋白。PLS3上调作用与SMA患者的严重程度有关，并且Smn缺陷的斑马鱼中PLS3的短暂表达可以挽救运动神经元的功能。为了研究SMA表型中遗传修饰因子的治疗潜力，腺相关病*（AAV9）被用来递送PLS3cDNA。AAV9展现出广泛CNS内组织和外周组织中的趋向性。重要的是，AAV9介导的递送进入疾病相关细胞，并且能够快速表达转基因，可以通过递送AAV9-SMN后的SMA表型出现明显的挽救证明。
作者构建了两种小鼠模型：中度疾病模型（Smn2B/-小鼠）和重度疾病模型（mSmn-/-，hSMN2+/+，hSMNΔ7+/+小鼠，称为SMNΔ7小鼠）。
Fig1
A:1×数量级AAV9-PLS3基因组（scAAV9-PLS3;scAAV9在本文中作为AAV9）没有明显改善重度疾病模型SMNΔ7SMA小鼠的存活率或疾病进展改变。B：AAV9-PLS3治疗中度SMA模型，Smn2B/-小鼠，1×数量级基因组与未经治疗的组别相比，生存率显着延长（?71％）。当增加到3×数量级基因组，AAV9-PLS3治疗组不能进一步延长存活。C：生存时间延长的同时，在AAV9-PLS3治疗的动物中未观察到重量增加。D：验证疾病相关组织中AAV9-PLS3基因的表达。结论：SMN不依赖治疗方法可能更适合于较不严重的疾病。
接下来是AAV9-PLS3和ASO联合治疗，MOE1v11，是一个强有力的内含子拼接沉默子，称为元件1，位于近端至外显子7。
Fig2A:1nmol的MOE1v11和PLS3延长了重度SMA小鼠的存活时间，联合scAAV9-PLS3治疗并没有明显增加存活率与1-nmol剂量的MOE1v11相比。然而，联合治疗组中存在一种较长寿命的动物，显示1nmolMOE1v11可能是PLS3最低有效治疗浓度。B：2nmolMOE1v11治疗组明显延长了小鼠的生存时间。与较低剂量的ASO相比，用2nmolAAV9-PLS3加MOE1v11处理的治疗组实现了显着改善了寿命。C：验证总SMN蛋白水平。D：联合治疗没有显着改善体重。
在fig2我们可以看到联合治疗可以明显改善小鼠的生命周期，为了确定生命周期的改善是否与功能改进有关，在SMA小鼠的各种群组中进行翻正反射实验（翻正反射rightingreflex亦称复位反射。一般指动物体处于异常体位时所产生的恢复正常体位的反射。这在高等脊椎动物的猫中表现得最为明显，而且也进行了很多研究工作。动物首先是头部恢复正常位置，这是由于迷路感受而引起的，反射中枢在中脑。这时躯干如果依然处于不正位置时，就发生颈肌扭曲，于是其肌梭的刺激就发出使躯干部恢复正位的第二反射（中枢分布在中脑或胸部脊髓中）），可以通过这个实验来分析神经肌肉的功能。
Fig3A：联合治疗组(MOE1v11+scAAV9-PLS3)的小鼠的翻正实验中比MOE1v11治疗组的速度要快在P20。由于翻正实验在第30秒被终止，如果有很大一部分老鼠没能翻正，那么这个实验不能表现出运动功能之间的差异。因此，作者分析了在P14到P23之间每天每组老鼠翻正实验失败的数目。B：用MOE1v11加scAAV9-PLS3治疗的的小鼠与单独使用MOE1v11治疗的SMA小鼠或未治疗的SMA小鼠相比，展现出更少的翻正实验失败次数。为了验证MOE1v11加AAV9-PLS3治疗是否可以明显减轻骨骼肌病变的严重程度与单独使用MOE1v11相比，通过对腓肠肌进行分析。
Fig4A:取P12小鼠的腓肠肌，染色层黏蛋白用于标记细胞膜。B:测定横截面肌纤维平均面积,联合治疗可以明显改善肌纤维的平均面积。C：联合治疗组小鼠的肌纤维大小分布最高峰更接近正常组的小鼠。
作者发现在重度SMA小鼠中通过基因改造过表达PLS3可以提高神经肌肉接点功能的完整性，PLS3可以提高肌动蛋白集束，这个认为可以更正在细胞支架中病理状态的NMJ，体外实验已经证实PLS3的作用与肌动蛋白力量生成有关，表明潜在的神经突触生成的功能，使用MOE1v11单独治疗提高SMA蛋白水平同样可以改善NMJ的病理状态，为了验证双治疗是否可以进一步改善NMJ的缺陷与单独使用MOE1v11单治疗相比，荧光免疫染色分析小鼠的头最长肌，选择这个肌肉的原因是因为先前的实验已经表明头最长肌特别敏感和明显的与NMJ成熟相关。
Fig5A、B：联合治疗组的小鼠NMJ大小和神经支配有明显的提高与未治疗SMNΔ7小鼠相比。C：NMJ整体的神经支配水平和终板局部的去神经支配水平。D:联合治疗组展现了更大的终板面积。E：联合治疗组进一步提高了NMJ的成熟，提高了树突数目。
A-C:尽管提高了NMJ的大小和成熟度，同时给与MOE1v11andPLS3并不能明显提高L4-L6脊髓神经前根运动神经元的数量和大小。表明我们所观察到的运动机能和神经萎缩的好转可能是由于改变了突触的修饰而不是提高运动神经元的提高和改善分布。
结论：
整篇文章数据量比较少，没有细胞实验全部都是动物实验，也没有对机制进行探讨，但是动物实验这块做得比较详细，从生命周期的改善一直到NMJ的大小和成熟度，最后验证了机能的提高是由于改变了突触修饰而不是提高运动神经元的提高和改善分布。作者也给我们提供了临床治疗新的思路，可以通过一些次要的相关方法对疾病进行治疗，或者会有意想不到的结果。
参考文献（对话框回复“JC61”下载原文）：
1KaiferKA,VillalonE,OsmanEYetal.Plastin-3extendssurvivalandreducesseverityinmousemodelsofspinalmuscularatrophy.JCIInsight;2:e.
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