Loss‐of‐function mutations in the deoxyguanosine kinase (DGUOK) gene result in a mitochondrial DNA (mtDNA) depletion syndrome. DGUOK plays an important role in converting deoxyribonucleosides to deoxyribonucleoside monophosphates via the salvage pathway for mtDNA synthesis. DGUOK deficiency manifests predominantly in the liver; the most common cause of death is liver failure within the first year of life and no therapeutic options are currently available. in vitro supplementation with deoxyguanosine or deoxyguanosine monophosphate (dGMP) were reported to rescue mtDNA depletion in DGUOK‐deficient, patient‐derived fibroblasts and myoblasts. CERC‐913, a novel ProTide prodrug of dGMP, was designed to bypass defective DGUOK while improving permeability and stability relative to nucleoside monophosphates. To evaluate CERC‐913 for its ability to rescue mtDNA depletion, we developed a primary hepatocyte culture model using liver tissue from DGUOK‐deficient rats. DGUOK knockout rat hepatocyte cultures exhibit severely reduced mtDNA copy number (~10%) relative to wild type by qPCR and mtDNA content remains stable for up to 8 days in culture. CERC‐913 increased mtDNA content in DGUOK‐deficient hepatocytes up to 2.4‐fold after 4 days of treatment in a dose‐dependent fashion, which was significantly more effective than dGMP at similar concentrations. These early results suggest primary hepatocyte culture is a useful model for the study of mtDNA depletion syndromes and that CERC‐913 treatment can improve mtDNA content in this model.

中文翻译：

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核苷酸前药 CERC-913 可提高 DGUOK 缺陷大鼠原代肝细胞的 mtDNA 含量

脱氧鸟苷激酶 (DGUOK) 基因的功能丧失突变导致线粒体 DNA (mtDNA) 耗竭综合征。DGUOK 在通过 mtDNA 合成的补救途径将脱氧核糖核苷转化为脱氧核糖核苷单磷酸方面发挥着重要作用。DGUOK 缺乏症主要表现在肝脏；最常见的死亡原因是出生后第一年内的肝功能衰竭，目前尚无治疗选择。据报道，体外补充脱氧鸟苷或脱氧鸟苷单磷酸 (dGMP) 可以挽救 DGUOK 缺陷的患者来源的成纤维细胞和成肌细胞中的 mtDNA 耗竭。CERC-913 是 dGMP 的新型 ProTide 前药，旨在绕过有缺陷的 DGUOK，同时提高相对于核苷单磷酸酯的渗透性和稳定性。为了评估 CERC-913 挽救 mtDNA 耗竭的能力，我们使用 DGUOK 缺陷大鼠的肝组织开发了一种原代肝细胞培养模型。通过 qPCR，DGUOK 敲除大鼠肝细胞培养物的 mtDNA 拷贝数（~10%）严重减少（~10%），并且 mtDNA 含量在培养中保持稳定长达 8 天。CERC-913 在治疗 4 天后以剂量依赖性方式将 DGUOK 缺陷型肝细胞中的 mtDNA 含量增加了 2.4 倍，这在类似浓度下比 dGMP 更有效。这些早期结果表明原代肝细胞培养是研究 mtDNA 耗竭综合征的有用模型，并且 CERC-913 治疗可以提高该模型中的 mtDNA 含量。通过 qPCR，DGUOK 敲除大鼠肝细胞培养物的 mtDNA 拷贝数（~10%）严重减少（~10%），并且 mtDNA 含量在培养中保持稳定长达 8 天。CERC-913 在治疗 4 天后以剂量依赖性方式将 DGUOK 缺陷型肝细胞中的 mtDNA 含量增加了 2.4 倍，这在类似浓度下比 dGMP 更有效。这些早期结果表明原代肝细胞培养是研究 mtDNA 耗竭综合征的有用模型，并且 CERC-913 治疗可以提高该模型中的 mtDNA 含量。通过 qPCR，DGUOK 敲除大鼠肝细胞培养物的 mtDNA 拷贝数（~10%）严重减少（~10%），并且 mtDNA 含量在培养中保持稳定长达 8 天。CERC-913 在治疗 4 天后以剂量依赖性方式将 DGUOK 缺陷型肝细胞中的 mtDNA 含量增加了 2.4 倍，这在类似浓度下比 dGMP 更有效。这些早期结果表明原代肝细胞培养是研究 mtDNA 耗竭综合征的有用模型，并且 CERC-913 治疗可以提高该模型中的 mtDNA 含量。治疗 4 天后以剂量依赖性方式增加 4 倍，在类似浓度下比 dGMP 显着更有效。这些早期结果表明原代肝细胞培养是研究 mtDNA 耗竭综合征的有用模型，并且 CERC-913 治疗可以提高该模型中的 mtDNA 含量。治疗 4 天后以剂量依赖性方式增加 4 倍，在类似浓度下比 dGMP 显着更有效。这些早期结果表明原代肝细胞培养是研究 mtDNA 耗竭综合征的有用模型，并且 CERC-913 治疗可以提高该模型中的 mtDNA 含量。