阻断离子通道可以改善患有严重杜氏肌营养不良的小鼠的肌肉功能和存活率
约翰霍普金斯医学院的研究人员报告说,一种用于治疗肾脏疾病的实验性药物首次被开发出来,可以延长小鼠的生存时间,并改善小鼠的肌肉功能,这些小鼠经过基因工程后患上了严重的杜氏肌营养不良症(DMD)。
根据肌肉萎缩症协会(MDA)的数据,每5000名活产男性中就有1人患有DMD,并会导致严重的肌肉萎缩和虚弱,因为缺乏一种叫做肌萎缩蛋白的蛋白质,而这种蛋白质是增强肌肉所必需的肌肉细胞并保护他们免受机械伤害。dystrophin基因在X染色体上,所以DMD主要影响男孩。
只有当两条X染色体都受到影响时,女孩才会患上这种疾病。肌肉症状开始于2到4岁之间,到他们十几岁的时候,大多数患有DMD的人无法行走。营养不良蛋白也很重要心肌因此,心力衰竭通常发生在青少年后期到20岁出头。据MDA称,DMD患者通常能活到30岁左右。
没有治愈方法,但物理治疗和皮质类固醇可以减少炎症,帮助延缓肌肉衰退,缓解症状,提高生活质量。更新的基因靶向治疗方法正在测试中,但它们仍然仅限于少数靶向患者。
这项新研究于9月13日发表在《科学》杂志上江森自控的洞察力,报道称一种药物阻断了离子通道被称为TRPC6的严重DMD小鼠的存活率增加了一倍,并改善了它们的骨骼和心肌功能。它还能减少与肌肉无力相关的骨畸形。
离子通道是一组主要存在于细胞膜外的蛋白质,它像气孔一样允许钙或钠等元素以可控的方式进出细胞。TRPC6是其中一种主要允许钙进入细胞的蛋白质。
它被应激激素和机械力激活,并被发现有助于钙异常进入缺乏肌萎缩蛋白的肌肉细胞。这会导致细胞损伤,最终细胞死亡约翰·霍普金斯大学医学院心脏病学亚伯拉罕和弗吉尼亚·韦斯教授、该研究的资深作者大卫·卡斯博士说。
“2014年,我的实验室首次表明,与正常细胞相比,杜氏小鼠在拉伸时,进入心肌细胞的钙含量上升得更多。这导致了不正常的节律。我们发现阻断TRPC6可以防止过量的钙进入心脏,减少心律失常,”卡斯说。“我们认为长期的TRPC6阻滞剂可能有助于治疗这种综合征。不幸的是,我们当时的药物在细胞中效果良好,但在动物体内代谢太快,所以无法使用。”
在这项新研究中,研究人员使用了一种模拟人类严重疾病的DMD小鼠模型。这些老鼠的平均寿命为两个月(相当于人类的十八九岁)。从出生三天后开始,研究人员用TRPC6抑制剂药物(BI 749327,由勃林格-殷格翰制药公司开发)或安慰剂治疗雄性和雌性DMD小鼠。接受安慰剂的小鼠的中位生存率为4周,9周时死亡率为100%。服用抑制剂的小鼠寿命几乎延长了一倍。
与没有服用药物的DMD小鼠相比,心脏功能改善了近50%,小鼠的运动速度增加了50%。这些发现得到了另一项实验的支持,在该实验中,TRPC6被基因去除,因此DMD小鼠从未表达这种蛋白质。他们的寿命也延长了(几乎是对照组的三倍),肌肉功能也得到了改善。
“我们相信,这可能是第一个通过口服化合物延长这种非常严重的杜氏病模型生存的研究之一。虽然这种分子不能恢复营养不良蛋白,但它阻止了另一种蛋白质的异常行为,这是由缺乏营养不良蛋白引起的,”卡斯说。“这并不是治愈杜氏病的方法,但如果人体试验能重复这些发现,这可能意味着患者可能活到40多岁和50多岁,生活质量也有可能提高。”
根据肌肉萎缩症协会(Muscular Dystrophy Association)的数据,全球每年估计有2万名儿童被诊断患有杜氏病。