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《Nature Neuroscience》:另辟蹊径,寻找SMA潜在治疗方案
【字体: 大 中 小 】 时间:2017年05月18日 来源:生物通
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根据哥伦比亚大学医学中心(CUMC)的研究人员报道,SMA的部分病因可能归咎于感觉神经元和运动神经元的突触连接异常。在小鼠身上的实验结果表明,仅增加突触活性便可减轻SMA症状。相关研究结果报道于5月15日的Nature子刊《Nature Neuroscience》。
生物通报道:脊髓性肌萎缩症(spinal muscular atrophy,SMA)是一种神经机能减退疾病,属常染色体隐性遗传病,临床并不少见。至今,仍无特异的有效治疗药物,主要治疗措施仅为预防或治疗严重肌无力产生的各种并发症。
运动神经元生存(Survival Motor Neuron 1,SMN1)基因突变引发的SMA,表现为所有细胞(包括脊髓运动神经元)的SMN蛋白减少,而SMN蛋白具有刺激身体肌肉收缩的功能。SMN蛋白表达水平过低就会造成运动神经元的功能障碍或直接死亡,这一发病机理最早开始于婴儿时期,偶尔始于成年时期。“学术界一直认为,如果我们能解决这些病变的神经元,就能解决相关疾病,”CUMC运动神经元中心以及哥伦比亚转化神经科学研究所的研究员George Z. Mentis博士说。“但是,在SMA疾病小鼠模型中,我们发现拯救这些神经元对疾病的改善并没有多大帮助,这表明其他细胞和其它神经元一定也参与了疾病调控。”
早在2011年,Mentis博士曾发表过一篇《Neuron》文章,他指出了SMA早期发病的第一个证据:在运动神经元死亡之前,感觉神经元和脊髓运动神经元之间的突触异常可能是造成SMA的直接因素。
Mentis课题组不禁发出疑问:神经元之间原本保持通畅的通信是如何被破坏的?
如图右图所示,受SMA影响的脊髓运动神经元(蓝色)的Kv2.1钾离子通道(黄色)表达明显下降;如图右上角的电子棘波显示,Kv2.1通路调节功能下调可导致肌肉收缩信号越发迟缓。
使用红藻氨酸(kainate,一种能刺激谷氨酸受体模拟突触功能的复合物)治疗SMA小鼠,Kv2.1通道活性恢复至接近正常水平,运动功能也得到了改善。这证明了感觉神经突触的机能障碍是导致SMA患者瘫痪和死亡的关键因素。“只需提高突触活性便可缓解SMA症状。可惜,红藻氨酸虽然适用于老鼠,但却容易引起人类癫痫,我们目前正在寻找其他可替代的安全手段来恢复突触活性。”Mentis博士说。
最近,美国FDA刚批准了首个可用于治疗SMA的药物,nusinersen。将其注射入SMN患者脊髓间隙,能恢复运动神经元水平。FDA授予“CK-2127107”为SMA治疗的孤儿药
“我们的最新研究表明,除了直接作用于运动神经元,可能还有其他方法可以治愈SMA,新药的发现则主要取决于我们如何看待这种疾病。”
找到关键开关,然后筛选调控药物,听起来很容易的研究思路,实际操作起来却障碍重重。特效药物的发现并非一蹴而就,像SMA一样有很多不治之症仍有待破解。不放过任何小的突破,所谓的“不治之症”经过日积月累的试验最后终能攻破。 《eLife》证实:槲皮素可用于ALS治疗
原文标题:Reduced sensory synaptic excitation impairs motor neuron function via Kv2.1 in spinal muscular atrophy
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