对大脑进行基因治疗
一个单一的基因突变可以导致改变生活的疾病，影响多个身体系统。例如，溶酶体储存疾病有几十种，其起因是单个突变影响了细胞中代谢大分子所需的关键酶的生产。这些疾病影响多个器官，尤其是大脑，导致不同程度的智力残疾。
基因疗法有望解决这些问题，但大脑自身的保护机制——血脑屏障——对研究人员来说一直是一个巨大的挑战。
在杂志上发表的一项新研究中大脑宾夕法尼亚大学兽医学院、佩雷尔曼医学院和费城儿童医院的研究人员约翰·h·沃尔夫(John H. Wolfe)领导的研究小组成功地应用了一种新方法基因治疗在一个人类遗传疾病的大型动物模型中，完全纠正大脑缺陷的平台。
Wolfe说:“这是第一个脑容量大的哺乳动物患有真正的人类遗传疾病，但智力障碍是人类综合症的一部分，我们已经能够纠正整个大脑的生物化学和病理损伤。”
沃尔夫多年来一直致力于研究影响大脑的人类遗传疾病的模型。在基因治疗中，一个传递载体——通常是一个病毒载体-用于提供突变基因的正常版本，以纠正某种状况。沃尔夫和其他在这一领域工作的科学家在治疗啮齿动物神经遗传疾病方面取得了稳步进展。然而，对高等哺乳动物更大的大脑进行同样的治疗只能产生部分纠正。
沃尔夫说:“在过去10年左右的时间里，有很多令人兴奋的事情，可以将特定的载体注射到血液中并进入大脑。”“它们确实跨越了血脑屏障。”其中一种限制分布的治疗方法在治疗主要影响脊髓的疾病中是有效的。
虽然科学家已经证明，这些疗法可以逆转小鼠整个大脑的病理，但很难判断它对患者的影响，因为啮齿类动物的大脑皮层比人类等大型哺乳动物的大脑皮层小得多。
在目前的研究中，研究团队使用了一种与人类大脑更相似的动物模型——猫，来评估一种基因纠正疗法对一种溶酶体储存疾病的有效性:一种被称为α -甘露糖苷病的疾病，这种疾病自然发生在猫身上，是由α -甘露糖苷酶基因的突变副本引起的。
在多年的工作中改进了基因传递技术，研究人员选择了一种特定的载体，他们在老鼠身上展示了它能够跨越血脑屏障到达大脑的各个部位。
接下来，他们将含有报告基因的载体注入正常猫体内。几周后，他们能够找到证据，证明修正后的基因已经分布到大脑的不同部位，包括大脑皮层、海马体和中脑。
最后，研究小组用低剂量或高剂量的载体对阿尔法甘露糖苷病猫的治疗进行了评估。他们将治疗药物注射到颈动脉，这样它就可以在到达身体其他部位之前直接到达大脑。与未接受治疗的猫相比，接受治疗的猫某些神经症状的出现时间明显推迟，寿命更长;那些接受了通过颈动脉输送的高剂量载体的老鼠活得最长。
“这是一个很大的进步，”沃尔夫说。“以前没有人能够治疗大脑动物的整个大脑。我们希望这将转化为人类的临床应用。”
然而，沃尔夫警告说，这些发现并不等于治愈。
沃尔夫说:“这些都是显著的改善，但它们只是在严重状况下的改善。”“这些猫没有被治愈，我们不知道这对心智能力有什么影响。然而，由于这种病理是在整个大脑中发现的，因此认为完全纠正是必要的。”
然而，由于甲型甘露糖苷症是一种无法治愈的儿童期发病疾病，任何减轻症状严重程度的改善都是受欢迎的。研究人员开发的方法可能被用于治疗许多其他影响整个中枢神经系统的疾病。
在未来的工作中，沃尔夫和他的合作者希望改进他们的方法，以更低的剂量达到同样的效果，使有效的治疗更安全，也更经济。他们将继续努力了解他们的治疗方法为何有效的细节，包括媒介如何精确地通过大脑这一研究方向可能为解决这些严重疾病的其他策略提供线索。
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