PNAS：基因療法新突破阻止小鼠老年癡呆

日期：2016-10-12 08:49:08

最近，研究人員通過使用一種病毒將一個特定的基因導入大腦，阻止了小鼠老年癡呆癥的發展。這項研究是由英國老年癡呆癥研究中心和歐洲研究委員會資助，相關研究結果發表在10月10日的《PNAS》雜志上。

這些早期發現是由英國帝國理工學院的科學家帶領完成，為這種疾病的潛在新療法，開辟了一條新的道路。在這項研究中，研究小組使用了一種改進的病毒，將一個基因——稱為PGC1-α，傳遞給腦細胞。之前由同一個團隊帶領的研究表明，這個基因可在實驗室中阻止細胞內一個叫β-淀粉樣蛋白的形成。

β-淀粉樣蛋白是淀粉樣蛋白斑塊的主要組成部分，是在老年癡呆癥患者的大腦中發現的蛋白質粘性團塊。這些斑塊被認為可觸發腦細胞的死亡。

在英國，阿爾茨海默氏病影響約520000人。這種疾病的癥狀包括，記憶力喪失、困惑和情緒或性格的改變。在世界范圍內有4750萬人受癡呆癥的影響，其中老年癡呆癥是最常見的形式。目前還沒有治愈老年癡呆癥的方法，目前的藥物只能幫助緩解疾病的癥狀。

本文資深作者、帝國理工學院醫學系的Magdalena Sastre博士表示，希望這些新的發現將來可以提供一種方法，預防這種疾病，或在早期階段停止它。她解釋說：“雖然這些研究結果下結論為時過早，但是它們指出，這種基因治療可能對患者有潛在的治療用途。還有許多障礙需要克服，目前唯一的方法是通過注射將基因直接傳遞到大腦中。然而，這一概念驗證性的研究表明，這種方法還需要進一步調查。”

本研究共同作者、醫學系的Nicholas Mazarakis教授解釋說：“在實驗中所使用的改進病毒被稱為慢病毒載體，并普遍應用于基因治療，科學家利用慢病毒感染細胞的方式，產生了一個修改版本的病毒，將基因導入特定的細胞。它被用于在實驗中來治療從關節炎到癌癥的一系列疾病。此前我們已經成功地在臨床試驗中利用慢病毒載體，將基因傳遞到帕金森病患者的大腦中。”

在這項新的研究中，該團隊將含有基因PGC-1α的病毒，注入易患阿爾茨海默病的小鼠兩個大腦區域。靶向的區域是海馬體和皮質，因為這些區域是阿爾茨海默氏病中首先形成淀粉樣蛋白斑塊的區域。

海馬體的損害會影響短期記憶，并導致一個人忘記最近的事件，如一次談話或他們吃了什么早餐。海馬體還負責定位，其損害會導致一個人不認識曾經熟悉的路線，如從商店開車回家。同時，皮質負責長期記憶、推理、思維和情緒。皮質損害可能會引發抑郁癥狀，如抑郁，在結帳時試圖弄清要付出多少錢，如何穿衣服或如何烹飪一道熟悉的菜。

動物在老年癡呆癥的早期階段接受了治療，此時它們仍然沒有發展出淀粉樣斑塊。四個月后，該研究小組發現，與未經治療的小鼠相比，接受該基因的小鼠有非常少的淀粉樣斑塊，前者的大腦中有多個斑塊。

此外，接受治療的小鼠在記憶任務中表現的跟健康小鼠一樣。任務包括一些挑戰，例如，把小鼠籠子里的一個熟悉物體換成新的。如果小鼠有一個健康的記憶，它們將長時間的探索新的對象。

該研究小組還發現，接受基因治療的小鼠的海馬區內沒有腦細胞的損失。除此之外，治療后的小鼠的神經膠質細胞數量減少，在老年癡呆癥中這類細胞可能釋放有毒的炎性物質，從而導致進一步的細胞損傷。

蛋白PGC-1α是由PGC-1α基因編碼的，參與體內代謝過程，包括調節糖和脂肪代謝。Sastre博士補充說，來自不同機構的其他研究表明，體育鍛煉和化合物白藜蘆醇——存在于紅葡萄酒中，可能會增加PGC-1α蛋白的水平。然而，研究發現白藜蘆醇只有作為藥片服用時才有益，而不是從酒中攝取，因為酒精會抵消其帶來的任何益處。該研究小組建議，在疾病的早期階段——此時第一個癥狀出現——注射這種基因，是最有益處的。

Sastre博士說，現在他們希望探索將他們的研究成果轉化為人類治療。“我們仍然需要幾年的時間才能轉到臨床使用。然而，對于一種迫切需要新選擇的疾病來說，這項工作為未來的療法提供了希望。”

英國阿爾茨海默病研究中心首席科學官David Reynolds博士說：“目前還沒有治療方法能夠阻止老年癡呆癥的進展，所以像這樣的研究是非常重要的，有望找到新的和創新的方法，使我們接近于這一目標。本研究為‘探索基因治療作為阿爾茨海默病的治療策略’奠定了基礎，但還需要進一步研究，來確定基因治療用于這類疾病患者是否是安全的、有效的和實用的。這些研究結果支持PGC-1-α作為新藥開發的一個潛在靶標，這是為這種破壞性疾病開發治療方法的道路上邁出的可喜一步。”