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肌萎缩侧索硬化症（ALS）是一种难以治愈的神经退行性疾病，治疗手段有限。研究人员针对 SOD1 聚集机制不明的问题，开发了 SOD1 三聚体抑制剂 PRG-A-04。结果显示其能抑制 SOD1 聚集，延长 ALS 小鼠寿命，为 ALS 治疗带来新希望。
肌萎缩侧索硬化症（Amyotrophic lateral sclerosis，ALS），这一名字或许听起来有些陌生，但它还有个更为人熟知的俗称 —— 渐冻症。患者就像被 “冻” 住了一样，身体逐渐失去控制，肌肉无力、萎缩，行动能力不断丧失，最终往往因呼吸衰竭而离世。目前，ALS 的治疗现状令人担忧，虽然进行了大量临床试验，可美国食品药品监督管理局（FDA）批准的药物屈指可数，且这些药物大多只能缓解症状，无法阻止疾病的进展，患者的医疗需求远远未得到满足。
在探索 ALS 发病机制的过程中，异常蛋白质聚集引起了科学家们的关注。其中，SOD1（超氧化物歧化酶 1）基因与 ALS 紧密相关，SOD1 聚集在患者体内也有发现，不过其聚集机制一直是个未解之谜。此前研究还发现，SOD1 三聚体在其聚集早期起着关键作用，但相关研究还不够深入。基于这些问题，来自韩国 PRG S&Tech Co., LTD 和釜山国立大学（Pusan National University）等机构的研究人员，踏上了探索之路，他们的研究成果发表在了《Translational Neurodegeneration》杂志上。
研究人员开展的这项研究，主要聚焦于开发一种更有效的 SOD1 聚集抑制剂，并探究其对 ALS 疾病进展和小鼠寿命的影响。为了实现这一目标，研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面，他们培养了多种神经元细胞系，转染突变的 SOD1 表达载体后，用 PRG-A-04 处理细胞，以此研究药物对 SOD1 聚集的影响。在动物实验中，使用了携带 SOD1G93A突变的转基因小鼠（SOD1G93A-Tg mice），通过腹腔注射和口服给药等方式，观察药物的体内疗效 。此外，还利用了蛋白质纯化、免疫印迹（Western blot）、质谱分析（LC-MS/MS ）、免疫荧光染色等技术，深入研究 SOD1 与药物的相互作用以及 SOD1 的聚集机制。
研究人员首先对 SOD1 聚集抑制剂进行了优化。他们以之前发现的 PRG-A-01 为基础，合成了约 20 种衍生物，经过筛选，发现 PRG-A-04 在抑制突变型（MT）-SOD1 聚集方面表现出色，且生物利用度高达 63.78%，显著高于其他衍生物。进一步研究发现，PRG-A-04 能减少错误折叠的 SOD1，使其结构恢复为天然状态，还能抑制 MT-SOD1 和野生型（WT）/MT-SOD1 共孵育蛋白的寡聚化或聚集特性。不仅如此，PRG-A-04 对 TDP-43 和 SOD1 的聚集也有抑制作用，能减少 TDP-43 在细胞质中的错误定位，这表明它可能适用于散发性（sALS）和家族性（fALS）两种类型的 ALS。
接下来，研究人员探究了 PRG-A-04 抑制 SOD1 聚集的机制。他们发现 SOD1 三聚体结构对其聚集至关重要，PRG-A-04 能直接与 MT-SOD1 以约 1:3 的比例结合，且与 MT-SOD1 的结合亲和力强于 WT-SOD1。实验表明，PRG-A-04 可能通过靶向 SOD1 三聚体结构，在聚集的成核阶段抑制 SOD1 聚集。
关于 SOD1 在神经元中的传播，研究人员也有新发现。他们发现 SOD1 的传播是通过内吞作用实现的，且 MT-SOD1 的摄取效率高于 WT-SOD1。SOD1 三聚体稳定突变体 G147P 的摄取效率更高，而三聚体不稳定突变体 N53I 和 D101I 则会降低 MT-SOD1 的摄取效率。PRG-A-04 能抑制 MT-SOD1 的摄取和 SOD1 的寡聚化，这意味着它不仅能减少细胞内 SOD1 的聚集，还能抑制其在细胞外环境中的传播。
在体内实验中，研究人员给 11 周龄的 SOD1G93A-Tg小鼠腹腔注射 PRG-A-04，发现它能提高小鼠在旋转棒测试中的表现，增加脊髓颈段的神经元数量，减少 SOD1 包涵体，改善运动功能，延长小鼠寿命。通过口服给药，PRG-A-04 同样展现出了疗效，能维持小鼠的运动能力，延长寿命约 25.7 天。此外，研究人员还进行了体外药代动力学（ADME）分析，发现 PRG-A-04 具有良好的生物利用度、血浆稳定性和血脑屏障（BBB）通透性，具备进一步临床开发的潜力。
综合来看，这项研究成果意义重大。研究人员发现，PRG-A-04 通过靶向三聚体 SOD1，有效抑制了 MT-SOD1 的摄取，改善了由 MT-SOD1、TDP-43 表达和细胞应激诱导的异常 SOD1 聚集，保护了运动神经元，维持了肌肉力量，延长了 ALS 小鼠模型的寿命。这表明 PRG-A-04 有望成为治疗散发性和家族性 ALS 患者的有效药物。然而，目前关于 ALS 的发病机制仍有许多未知之处，比如异常蛋白质聚集的具体形成过程，以及 PRG-A-04 与 SOD1 三聚体结合的详细机制等。未来，还需要更多的研究来深入探索，为攻克 ALS 这一难题提供更多的思路和方法。
