肌萎缩性脊髓侧索硬化症和痴呆症是由一种rna狩猎化合物攻击的,这种化合物招募细胞自身的病毒斗士

肌萎缩性脊髓侧索硬化症和痴呆症是由一种rna狩猎化合物攻击的,这种化合物招募细胞自身的病毒斗士
为了研究化合物的有效性,科学家们将肌萎缩性侧索硬化症患者的细胞转化为干细胞,然后分化为神经细胞。图片来源:杰西卡·布什,佛罗里达州斯克里普斯研究所迪士尼实验室

ALS和额颞叶痴呆最常见的遗传形式之一被称为C9 ALS/FTD,得名于导致该疾病的9号染色体上的DNA重复片段。佛罗里达州斯克里普斯研究所(Scripps Research)的科学家们领导的一个合作项目成功地治疗了老鼠身上的这种遗传疾病,他们在化学家马修·迪士尼(Matthew Disney)博士的实验室中设计了一种潜在的药物分子。这种化合物以一种新的方式工作,通过指导细胞自身的免疫机制降解和消除致病RNA。

该团队的研究发表在周三的杂志上科学转化医学.合作者包括杰克逊维尔梅奥诊所的Leonard Petrucelli博士和巴尔的摩约翰霍普金斯大学的Jeffrey Rothstein医学博士。

也被称为卢伽雷氏症在美国,肌萎缩侧索硬化症会导致运动神经元的渐进性丧失,运动神经元是连接肌肉和中枢神经系统的细长神经细胞。随着运动神经元的死亡,会出现瘫痪、肌肉萎缩、吞咽,最终会出现呼吸困难,最终导致死亡。科学家们正在了解,渐冻症有多种病因,其中一些是散发性的,还有一些是遗传或家族性的。

额颞叶痴呆同样有家族性和散发性的原因。它涉及大脑额叶和颞叶神经元的渐进性损伤。症状可能包括行走困难或奇怪的行为和情绪状态。肌萎缩性侧索硬化症,无法治愈。

一种病,多种症状

虽然FTD患者从表面上看与ALS患者的疾病完全不同,但那些由C9基因重复引起的疾病与ALS患者的疾病相同。受影响的细胞类型不同,表现也不同。该序列重复次数越多,疾病症状就越早、越严重。

致病突变涉及核苷酸鸟嘌呤和胞嘧啶的重复,特别是9号染色体GGGGCC片段的重复,开放阅读框72。导致疾病的重复次数从60到数千不等。继承患病基因的人可能会发展成渐冻人症、颞叶萎缩性侧索硬化症或两者兼有。研究估计,每5个被诊断为家族性ALS的人中就有1个携带C9突变,每10个被诊断为家族性FTD的人中就有1个携带C9突变。出现症状的平均年龄为58岁。

“这是一种在家庭中传播的疾病。根据重复次数,医生可以评估患者是否会感染这种疾病。所以,在病人出现症状之前,你就知道他们很有可能患上这种病,但目前还没有治疗方法。”“这使得开发出一种药物的策略变得更加迫切。”

团队合作

以评估其有效性在美国,该团队需要诊断性生物标记物和显示C9突变的患者源性神经元。梅奥诊所的Petrucelli小组广泛研究了C9型肌萎缩性侧索硬化症/FTD,并开发了诊断性生物标志物。约翰霍普金斯大学的罗斯坦研究小组治疗和研究肌萎缩性侧索硬化症(ALS),并提供干细胞,迪士尼实验室随后将其转化为显示GGGGCC重复序列病变的神经元。

在他们的研究中,迪士尼的团队设计了一种化合物,靶向于参与转录导致疾病的基因的RNA。这种化合物引起RNA和细胞用来消除RNA的途径之间的相互作用。这种化合物消除了老鼠面包中70%的有毒蛋白质片段,并从病人来源的神经细胞中去除了大多数疾病的特征。

斯克里普斯研究所(Scripps Research)斯卡格斯化学生物学研究所(Skaggs Institute for Chemical Biology)的研究生杰西卡·布什(Jessica Bush)是这篇论文的第一作者,她说,在整个六周的研究期间,给老鼠注射一针都显示出了益处。

布什说:“我认为,我们可以通过采用不同的方法或新的视角来观察像ALS这样的疾病,这是非常令人兴奋的,我们可以打开一个充满可能性的全新世界的大门,并开始迈向治疗之路。”

这一发现背后的基础科学

迪士尼在设计这种化合物时,运用了他的团队近15年的研究成果,发现了RNA上的可药物结构,RNA是一种众所周知的易变且短暂的分子,并建立了一个能够结合这些可药物结构的化合物库。

这种成功的化合物通过在多个地方与致病RNA紧密结合,同时吸引一种消除RNA的酶来发挥作用。显然,大自然创造这种降解酶是为了保护细胞不受病毒感染,并为蛋白质生产提供质量控制。

“我们采用了一种自然过程来消除致病RNA,”迪士尼说。“对用这种化合物处理过的细胞中的rna的全面分析表明,它是非常特异性和选择性的。”

迪士尼补充说,将这项技术向前推进到可以在人体上进行测试,需要大量的额外测试和改进,这一过程可能需要几年时间。

他说:“我们希望,这些研究将推动针对导致ALS和其他疾病的RNA的新方法。”“我们有可能在这些患者出现症状之前就对他们进行治疗,但要达到临床效果还有很长的路要走。”


进一步探索

ALS和额颞叶痴呆的遗传原因被rna结合化合物阻断

更多信息:Jessica a . Bush等人,使用小分子减少c9ALS/FTD r(g4c2)重复扩增体外和体内ALS模型的核糖核酸酶招募,科学转化医学(2021)。DOI: 10.1126 / scitranslmed.abd5991
期刊信息: 科学转化医学

引用:脊髓侧索硬化症和痴呆被一种rna狩猎化合物攻击,该化合物招募细胞自身的病毒斗士(2021,10月27日),2022年7月6日从//www.pyrotek-europe.com/news/2021-10-als-dementia-rna-hunting-compound-cell.html检索
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