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[基础研究] Nature Gene Therapy:以上运动神经元为靶点治疗ALS

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[LV.Master]伴坛终老

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发表于 2016-2-2 17:06:37 | 显示全部楼层 |阅读模式
西北大学.png

9 L- h4 o4 r2 y; N* B
       选择性基因递送修改病变细胞
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       科学家们已经表明,在病变的上运动神经元中特定修改基因表达是可能的。上运动神经元是一种会在肌萎缩侧索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)中损坏的脑细胞。

, w; k% T$ W. F1 z  C0 {; m
       在最新发表于Nature Gene Therapy》的研究中,美国西北大学医学研究人员提供了证据,奠定了未来开发基因替代疗法以治疗这种致命神经肌肉疾病的基础。
1 A6 f# K1 p" q+ k% M) a
       通过将一种无毒性病毒直接注入ALS小鼠模型的运动皮质,研究人员表明,他们能够向损害的上运动神经元递送新的基因。这一将DNA从病毒转移到神经元的过程被称为转导(transduction)

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       为了测试转导的可行性,研究团队使病毒递送表达绿色荧光蛋白的基因(着色有助于获得神经元如何运作的可视化图景)。现在,他们知道转导策略是有效的,他们将在未来的研究中使用这种方法来递送基因,纠正ALS细胞中的突变。

) H8 @6 n& O; n2 w
       重要的是,研究人员将能够特定修改病变上运动神经元中的基因表达,而不影响运动皮质的其他神经元。无意中操纵其他细胞,可能会引发一连串的未知影响。
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       “大脑是非常复杂的,拥有许多不同的细胞。但在ALS中,只有一种神经元细胞显示出最初的脆弱性,然后经历进行性的变性退化”该研究领导作者、神经病学(Neurology)助理教授Hande Ozdinler博士说,“为了开发有效的治疗策略,我们必须只向需要的神经元递送基因。这是不容易实现的,之前的研究实现的主要是许多不同神经元的广泛但非特异性转导。”
1 E+ S$ t' f: I
Hande Ozdinler博士.png

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神经病学助理教授Hande Ozdinler博士

& ~8 B, c( e! I2 |
       ALS以运动神经元变性退化为标志,会导致肌肉无力并影响患者语言、吞咽和呼吸功能,最终导致瘫痪和死亡。在之前的研究中(previous research),Ozdinler表明,上运动神经元(也称为皮质脊髓运动神经元,从大脑向脊髓发送信号以激活自主运动)中的缺陷可能是ALS的疾病起始点。

# i; |5 i5 h( R' n7 N
       在新的研究中,Ozdinler团队测试了7种不同的腺相关病毒株。他们发现,一种已经用于帕金森病临床研究的AAV2-2无毒性病毒株,能够以前所未有的高比例向受损上运动神经元递送基因。
" G0 f/ x' S/ w* S0 \
       “通过一次性注入运动皮质,基因被非常特异性地递送到上运动神经元”Ozdinler说,“在所有转导的细胞中,约70%是上运动神经元。如果没有选择性,该比例将只有大约1%。”
3 }6 L; e" S4 l) O
       研究者表明,AAV2-2病毒在ALS症状出现前模型和症状出现模型中都能够转导上运动神经元,暗示患者在症状出现后也可能从基于这项工作的疗法中获得益处。

6 E  G  M2 N+ H' o
运动神经元.png
# K3 Y, S  g8 M) G" l! h
该研究表明,上运动神经元(绿色)可以被转导而不影响其他运动皮层细胞。

( c5 c/ P. v+ A7 H0 p; @* ?
       “这项新研究具有非常重要的临床意义,尤其是对于那些显示上运动神经元缺陷的家族性ALS患者”Ozdinler说道。
# j6 b! p6 f* \! }; E  ^* S
       上运动神经元通过其轴突向脊髓发送信号,转移到神经元的荧光蛋白能够使这个过程清晰可见。

0 H" D; t3 d. b. J: y       “我们看到,ALS中受损的上运动神经元会停止向脊髓发送信号”Ozdinler说,“在进一步的研究中,我们将研究如何调节基因表达以引入突变基因的正确版本并且改善连通性和运动功能。”

  i& q6 ?$ N4 s* r, q" w

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       为青少年ALS提供启示
3 C1 R  Z+ H% T! U8 S
       在最近发表于《Human Molecular Genetics》的另一篇论文中,Ozdinler在一种最严重形式的青少年ALS模型中揭示了上运动神经元中的缺陷。

" M: s3 K  i& ~  |) ]& [: V$ ]7 u
       使用Ozdinler实验室在2013年开发的荧光蛋白报告系(reporter line),研究团队在缺失ALS2基因(早发型ALS病例中的突变)的小鼠中基因标记上运动神经元。

% |2 ^) ]  ~$ O
缺陷.png

, m' A  U5 w% _8 Y$ Q8 P
在缺失alsin功能的情况下,上运动神经元显示出许多细胞缺陷,包括线粒体和高尔基体缺陷以及顶树突瓦解。

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       该研究表明,易受攻击的上运动神经元显示出线粒体和高尔基体(重要的细胞功能部分)中的缺陷。

* o, h$ L" ^$ J. Y1 l) {/ A. e
       “揭示上运动神经元细胞中的新缺陷,对于为ALS开发新药物靶点是重要的”Ozdinler说,“我们之前并不知道为什么存在alsin突变的ALS患者会这么早发病。我们的研究显示,上运动神经元中的线粒体存在缺陷,高尔基体未能维持细胞的完整性。这种广泛的神经功能障碍的确可能导致早期表型。”

  h6 a6 f5 B( _7 X7 Y8 I
       本文转载自生物谷:http://news.bioon.com/article/6678210.html

- S: O. G6 o) N: M
       论文链接:
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 楼主| 发表于 2016-2-2 21:55:08 | 显示全部楼层
探索ALS中上运动神经元变性退化

' P9 y+ K9 _/ b* X* s$ B% o( z
       2015年1月28日——上运动神经元是大脑中一小群神经元,最近表现出在ALS病理中发挥重要作用。在一项新研究中,科学家们首次发现上运动神经元变性退化的基础机制。
3 a0 C- I7 c$ ^, n
       ALS是一种致命的神经肌肉疾病,由于运动神经元变性退化导致肌肉无力,影响语言、吞咽和呼吸功能,造成患者瘫痪和死亡。负责将信息从大脑传递到脊髓从而激活自主运动的上运动神经元中的缺陷,可能是该病的起始点。
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上运动神经元.png
6 H$ I- A$ [0 A* i. ?4 B
       科学插图描绘上运动神经元。上运动神经元从大脑向脊髓发送消息激活自主运动,在ALS病理中扮演重要角色。
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       在2015年1月16日发表于《大脑皮层(Cerebral Cortex)》期刊的新研究中,美国西北大学医学科学家开始解释为什么上运动神经元易受损害而变性退化。他们开发出新的小鼠模型来研究这些细胞,并发现内质网(ER)压力增加是上运动神经元死亡的罪魁祸首之一。这项研究由莱斯特纳基金会(Les Turner Foundation)支持。

% h$ j2 c, L! E: K
       “现在我们领会了上运动神经元的重要性,我们需要开发疗法改善它们的生存状况”首席研究人员Hande Ozdinler博士(Ken and Ruth Davee神经病学系助理教授)说,“这项研究给我们提供了靶点,使我们距离建立有效的治疗策略更近一步。”
, H7 G1 m3 u1 z& \
Hande Ozdinler博士.png

1 y4 o( W& y) g
Hande Ozdinler博士

) t6 I# t3 T; m6 {  O
       新小鼠模型的特性是没有UCHL1蛋白功能——之前已经发现UCHL1基因突变涉及人类患者运动缺陷。使用体外和体内方法,研究人员发现:UCHL1蛋白功能缺失,会影响蛋白调节通路、内质网(ER)应激和上运动神经元生存。

- R8 y, i" [$ O* ~& ~
       “在这个模型中,上运动神经元变性的时机和程度是前所未有的”Ozdinler说,“大脑中所有其他的神经元保持健康,意味着这种模型将成为研究上运动神经元健康非常有用的模型。”
1 b' J. ?' {, }' X) I
       20亿个大脑细胞中,上运动神经元只占约150000个。

8 H7 Y: t6 l' s
       “从数学上讲,它们是微不足道的,但它们的功能却是如此重要。它们通过收集、整合、转换和将大脑信息传递给脊髓靶点来成为大脑发言人,并依此发起和调节自主运动”Ozdinler说。
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       Ozdinler的实验室已经率先研究(research)确立,上运动神经元对ALS病理学是至关重要的。在此之前,科学家们认为,脊髓运动神经元在ALS病理学上更为重要——而上运动神经元死亡纯粹是继发效应(副效应)。2012年,Ozdinler的团队表明,ALS的早期问题是上运动神经元顶端树突的脊柱丢失,上运动神经元在那里与其他大脑神经元建立联系。2013年,Ozdinler实验室为上运动神经元生成首个报告系(reporter line),帮助科学家以绿色荧光蛋白将它们可视化。

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绿色荧光蛋白可视化.png
! C, ^2 ?# b2 M3 x
       “现在我们有了模型和报告系,拥有了针对上运动神经元开发疗法的工具”Ozdinler说,“在ALS和其他随意运动受影响的疾病中,这些神经元的生存需求不容忽视。”
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       这项研究的发现可以应用到其他将内质网应激作为基本原因的神经退行性疾病。
9 K% K  P9 `# u# I" d( F( x
       “帕金森病、阿尔茨海默病和ALS是同一棵大树的不同分支”Ozdinler说,“罹患这些疾病的患者亚种群,可能是由于相同的细胞通路功能失调。找到一种治疗方法,可能帮助所有这些患者。”
' [* I2 G1 J! a6 |4 j% J/ N, G) A

1 f! v) _: r9 D- R! y) R! q! m0 I: F! @( m

点评

辛苦辛苦  详情 回复 发表于 2016-2-3 07:08
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发表于 2016-2-2 17:28:54 来自手机 | 显示全部楼层
谢谢尘雾,这真是ALS治疗新的实破
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发表于 2016-2-2 18:14:45 | 显示全部楼层
终于有了“具有非常重要的临床意义”研究成果了0 m# O" S! L& s/ {
辛苦辛苦
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发表于 2016-2-2 18:39:24 | 显示全部楼层
“……研究如何调节基因表达以引入突变基因的正确版本并且改善连通性和运动功能”这个若能突破,就太好了!今天都忙这篇帖子了?尘尘辛苦了!
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发表于 2016-2-2 22:38:48 | 显示全部楼层
好消息!8 i5 l+ X8 f- @! H  N
70%上运动神经元被传导,真正的令人欢欣鼓舞啊!
修己以安人
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 楼主| 发表于 2016-2-2 23:35:48 | 显示全部楼层
翎舟 发表于 2016-2-2 18:39# y+ N9 U1 a" r
“……研究如何调节基因表达以引入突变基因的正确版本并且改善连通性和运动功能”这个若能突破,就太好了! ...

5 P' }6 ?" [* L1 o8 ~% X) A; N嗯,花了些功夫。发给孔静不到半个小时就发了,还弄我个措手不及

点评

孔静天天这样让你措手不及就好了!  详情 回复 发表于 2016-2-14 22:11
为啥“新疗法停止小鼠中的ALS疾病发展”不一起发了呢  详情 回复 发表于 2016-2-3 07:56
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 楼主| 发表于 2016-2-2 23:38:44 | 显示全部楼层
渐冻人张红 发表于 2016-2-2 22:38: Q$ V: M& e  |' C8 c
好消息!# V# o& n" M0 {8 W. s2 T) l
70%上运动神经元被传导,真正的令人欢欣鼓舞啊!

* `, a4 D% ~0 ~腺相关病毒,红姐应该会反复看到这个玩意儿
永远坚强,内心宁静!
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发表于 2016-2-3 02:56:56 | 显示全部楼层
高兴的到现在都睡着。俺在想解冻后的具体生活规划。蹦蹦跳跳,天天锻炼。
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尘雾 发表于 2016-2-2 21:55" I. H1 R7 n' _/ v
探索ALS中上运动神经元变性退化
& L# m4 N6 w) r0 N& J       2015年1月28日——上运动神经元是大脑中一小群神经元,最近表现出 ...

9 Z  A9 ~5 r0 G辛苦辛苦
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