《利用DART方法运送药物到特定的神经元 有望治疗帕金森病》

  • 来源专题:重大新药创制—研发动态
  • 编译者: 杜慧
  • 发布时间:2017-11-14
  • 2017年4月《Science》杂志报道了美国杜克大学和霍华德-休斯医学研究所的研究人员开发出来的一种新方法——DART(Drugs Acutely Restricted by Tethering)。这种方法可以将药物运送给大脑中特定类型的神经元,从而为研究神经系统疾病提供前所未有的能力,同时也有望更有针对性地治疗这些疾病。

    在此项研究中研究人员运用DART方法揭示出帕金森病模式小鼠中的行动困难是由AMPAR控制的。AMPAR是一种突触蛋白,能够让神经元接受大脑中其他神经元快速传来的信号。这些结果揭示出为何近期一种AMPAR阻断药物的临床试验结果不佳,并且提供一种新方法使用这种药物。DART的工作机制是对一种特定类型的细胞进行基因编程,使之表达来自细菌的一种惰性酶HaloTag。研究人员在HaloTag上连接了TM跨膜区域,这样HaloTag就可以独立表达并锚定在细胞膜上,同时不影响细胞本身蛋白的表达。如图所示,通过改造HaloTag的配体HTL(末端连接药物Rx),达到了HTL与HaloTag结合、将药物靶向性作用于特定受体的效果。

    当研究人员注射某种AMPAR阻断药物时,HaloTag会捕获这种药物并将它附着在特定细胞的表面上。研究人员注射非常低剂量的药物,目的是让它不会影响其他的细胞。当这种药物被酶HaloTag标记的细胞表面所捕获后的几分钟后,它的浓度比其他任何地方高100~1000倍。在利用帕金森病模式小鼠开展的实验中,研究人员将这种HaloTag附着到在基底神经节(大脑中复杂运动控制的区域)中发现的两种神经元上。一种神经元是D1神经元,被认为发送“运动”指令。另一种神经元是D2神经元,被认为发挥着相反的作用,提供阻止运动的指令。

    利用DART方法,研究人员将一种AMPAR阻断药物仅运送到D1神经元,仅运送到D2神经元,或者同时运送到D1神经元和D2神经元。当同时运送到这两种神经元时,这种药物仅改善运动功能障碍的几种因素中的一种,这真实反映了最近的一项人体临床试验取得的结果。

    随后研究人员发现将这种药物仅运送到D1神经元中不会产生任何效果。然而,令人吃惊的是,当将这种药物仅运送到D2神经元中时,这些帕金森病模式小鼠的运动变得更加频繁和更加快速,换句话说,更加接近于正常小鼠。利用DART方法,证实了帕金森病的运动功能障碍是由D2神经元中基于AMPAR的放电因素引起的。

相关报告
  • 《LAG3:帕金森病治疗的新靶点》

    • 来源专题:重大新药创制—研发动态
    • 编译者:杜慧
    • 发布时间:2017-11-14
    • 2016年9月《Science》杂志上来自约翰斯霍普金斯大学医学院的研究人员报告称他们发现了一种蛋白能让一种天然毒性物质在哺乳动物的脑细胞之间进行扩散,同时还找到了阻断该蛋白发挥作用的方法。他们在小鼠和细胞上进行的研究表明一种已经处于癌症临床试验阶段的免疫治疗药物有望延缓帕金森病的进展。 在此之前德国科学家曾发表证据提出一个新的理论,帕金森病的进展伴随着α-突触核蛋白聚集体在脑细胞之间扩散,诱导之前正常的α-突触核蛋白也发生聚集,从负责运动和基本功能的“低级”脑结构逐渐移动到与记忆和思考有关的“高级”脑区域。研究人员对于这些蛋白聚集体如何进入细胞进行了研究。 研究人员他们首先发现实验室培养的一种脑癌细胞,α-突触核蛋白聚集体无法进入这种细胞。随后他们将表达转膜受体的基因一个个添加到细胞中,观察哪种受体能够让蛋白聚集体进入。最终发现三个蛋白,其中一个叫做LAG3的受体蛋白对α-突触核蛋白聚集体有更强的偏好。 接下来研究人员利用缺失了LAG3基因的小鼠,将α-突触核蛋白聚集体注射到小鼠体内。正常的小鼠在接受注射以后很快会形成类似帕金森病的症状,半年之内一半合成多巴胺的神经元发生死亡。而缺少了LAG3基因的小鼠几乎受到了完全的保护,没有出现上述情况。用抗体阻断培养的神经元细胞上的LAG3也能起到类似的保护作用。 现在该研究团队计划继续在小鼠模型上检测LAG3抗体,进一步探索LAG3的功能。
  • 《治疗帕金森病的药物治疗现状:从单靶点向多靶点治疗转变》

    • 来源专题:重大新药创制—研发动态
    • 编译者:杜慧
    • 发布时间:2019-06-11
    • 帕金森病(PD)是一种神经退行性疾病,其特征在于多巴胺能神经元的退化。 PD的常见特征包括震颤,僵硬,运动迟缓和姿势不稳定等运动特征。 目前的治疗方案可以缓解症状,但无法逆转疾病进展。 由于PD的多因素性质,传统的单靶治疗方法可能并不能达到预期效果。 因此,科研人员已提出多靶点策略同时靶向参与PD发展的多种蛋白质。 在此,我们概述了PD的发病机制和目前的药物治疗。 此外,还讨论了在用于治疗PD的临床前试验中测试的多靶点方法的基本原理和实例。