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基因疗法治疗帕金森氏症再添新研究:抑制PTB可促进神经元生成,替换损伤细胞

 生辉 2021-05-18

6 月 24 日,美国加州圣迭戈大学 (USCD) 研究人员宣布:通过基因编辑技术抑制 PTB 表达,中脑星形胶质细胞可转变为产生多巴胺的神经元,这一发现可应用于帕金森氏病治疗。

这篇题为 Reversing a model of Parkinson’s disease with in situ converted nigral neurons 的文章发表在 Nature 上。

帕金森氏症是一种神经退行性疾病 (Neurodegenerative disease),目前还未完全清楚病因。其中,帕金森氏症早期运动症状主要是由于中脑黑质多巴胺能神经元变性死亡,患者相关脑区多巴胺不足造成的。

据世界帕金森协会统计数据显示,目前全球共有 570 万帕金森患者,其中中国患病人数约 270 万,年增新发患者 10 万。

目前还没有可以完全治愈帕金森氏症的疗法,大多数治疗方法是通过药物和手术治疗缓解病情。USCD 研究人员认为一种潜在的疗法是替换损伤或死亡的神经元,重建患者被破坏的神经网络。

反义寡核苷酸 (antisense oligonucleotide,AON) 是一类在基因水平调控的分子药物,通过序列特异地与靶基因 DNA 或 mRNA 结合从而抑制该基因表达, 目前已被用于治疗神经退行性疾病。

图 | 研究人员使用基因疗法将老鼠的星形胶质细胞(绿色部分)重新编程为神经元(红色部分)。(来源:(USCD)

USCD 研究人员通过基因编辑技术将反义寡核苷酸 DNA 片段插入到腺相关病毒(AAV)中,形成 shPTB 腺相关病毒载体(AAV-shPTB),可抑制 PTB 的表达。同时,研究人员也设立了对照组,设计了缺乏 shPTB 的腺相关病毒的载体(AAV-empty)。

两组载体分别注入两组患有帕金森氏症的小鼠体内,研究人员发现注射 AAV-empty 的小鼠在 10 周后仅有 1% 的星形胶质细胞变成了神经元,帕金森氏病症状没有改善。

对比之下,注射 AAV-shPTB 患有帕金森氏症的小鼠在 3 周后就有 20% 星形胶质细胞转化成了神经元,5 周后神经元数量增加了 3 倍,10 周后 80% 星形胶质细胞转化成了神经元,并且小鼠四肢能够正常活动,在之后的观察中未出现帕金森氏病的症状。

UCSD 医学院细胞和分子医学 Xiang-Dong Fu 教授说:“世界各地的研究人员已经尝试了很多方法在实验室中利用干细胞和其他手段来产生神经元。事实上,我们用了一种相对简单的方式产生了这么多神经元,这让人很惊讶。”

UCSD 团队的下一步计划是优化基因疗法,并会在患有遗传性帕金森氏症的小鼠模型上进行测试。他们已经为这项技术申请了专利,并计划进一步优化这项技术用于人体试验。

除了 UCSD 团队外,全球还有很多研究人员正在探索其他基于基因的治疗帕金森氏症的方法。去年,西奈山(Mount Sinai)的一个团队敲除了小鼠的 STMN2 基因,并发现其他 9 个与帕金森氏症相关的基因也被激活,这一发现可能会开启新的治疗途径。而创业公司 Prevail Therapeutics 也正在开发一种基因疗法,以治疗由 GBA1 基因突变引起的帕金森氏症。

参考:

https://www./research/one-and-done-gene-therapy-wipes-out-parkinson-s-symptoms-mouse-models

https://www./articles/s41586-020-2388-4

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