研究人员开发出一种单剂量基因疗法,可以清除导致运动神经元病(又称肌萎缩性脊髓侧索硬化症)和额颞叶痴呆症的蛋白质堵塞物。在健康的神经元中,TAR DNA 结合蛋白 43(TDP-43)是自然产生的,对神经元的健康功能非常重要。然而,TDP-43 在合成后会发生改变,导致其在细胞的错误部位聚集和聚合,使细胞无法正常工作。
这些积聚与破坏性神经退行性疾病有关,如运动神经元病(MND),又称肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)或卢格里格氏病,以及额颞叶痴呆症(FTD)。
多发性硬化症是一种进展迅速的疾病,会影响大脑和脊髓与肌肉沟通的能力,导致身体虚弱,并随着时间的推移而恶化。渐冻人症是一组以大脑额叶和颞叶神经元缺失为特征的疾病,会导致行为、性格和/或语言表达或理解能力的退化。这两种疾病都无法治愈,并最终导致死亡。
悉尼麦考瑞大学(Macquarie University)的研究人员首次发现了病理 TDP-43 在 MND 和 FTD 中累积的机制,并创造了一种基因疗法来清除堵塞物并防止它们再次形成。
这项研究的共同通讯作者拉尔斯-伊特纳说:"我们首次发现,在出现病理性 TDP-43 的地方,第二种蛋白质 14-3-3 也会增加。这两种蛋白质相互作用,导致了细胞内的这些堆积。由此,我们能够分离出一种控制这种相互作用的短肽,这就是我们用来制造 CTx1000 的原料。"
研究人员发现,在小鼠体内,单剂量的 CTx1000 只针对"坏的"TDP-43,而不伤害健康的 TDP-43。它不仅安全,而且即使在治疗时出现症状也有效。
伊特纳说:"重要的是,CTx1000 只针对病态 TDP-43,让健康的 TDP-43 蛋白生成并不受阻碍地工作。当我们在实验室中使用它时,它能溶解积聚的TDP-43蛋白,标记TDP-43蛋白供身体回收利用,并防止形成新的TDP-43蛋白"。
研究突破:Annika van Hummel 博士、Yazi Ke 教授和 Lars Ittner 教授希望他们的最新研究能够治疗一些最具破坏性的神经系统疾病。 图片:Samantha Christensen萨曼莎-克里斯滕森
麦考瑞大学的研究人员花了 15 年时间才实现这一点。这项研究的第一作者和共同通讯作者柯雅姿说:"这跨越了十多年的工作,从发现一直到潜在的治疗方法。在实验室条件下,我们看到CTx1000即使在晚期也能阻止MND和FTD的进展,并解决与FTD相关的行为症状"。
他们很想知道这些发现是否会转化到人类身上。柯说:"我们殷切希望,当这一技术进入人体试验阶段时,它不仅能阻止人们死于 MND 和 FTD,甚至还能让患者通过康复恢复部分丧失的功能。"
由于研究人员在实验室中研究了 TDP 基因的多种突变,因此这种疗法的应用范围可能超出这两种病症。
合著者安妮卡-范-胡梅尔(Annika van Hummel)说:"我们想毫无疑问地证明,这种方法在不同情况下都能奏效。虽然我们最初专注于MND和FTD,但......大约50%的阿尔茨海默氏症病例也显示出TDP病理,因此未来这种疗法有可能转化为其他神经退行性疾病的治疗方法。"
这项研究发表在《神经元》杂志上。