脊髓性肌萎缩症(Spinal Muscular Atrophy,SMA)是一种可致婴儿肌肉无力和呼吸困难的遗传病,许多患儿生存期不足两年。为了帮助这些患者,医生需要针对基因突变并停止疾病恶化的疗法。
现在,加州生物医学研究所(CaliforniaInstitute for Biomedical Research,Calibr)和斯克利普斯研究所(TheScripps Reseach Institute,TSRI)的科学家们发现了一种潜在新药靶向作用于SMA的方式。该研究近期发表于美国国家科学院院刊(PNAS),可能为遗传病的其他药物开发提供指导。
“事实上,如果我们能够对研发中治疗遗传病的新药了解更多的话,我们就能对疾病本身有更多的了解,”Calibr首席研究员、该研究共同领导作者Kristen Johnson博士说道。
直到最近,新药nusinersen(商品名 Spinraza)的批准才为SMA患者及其家人们带来希望,同时科学家们正着手设计更有效的治疗方法。在此之前,该病患者没有任何可以选择的治疗方案。
名为RG-7916的潜在小分子新药目前处于罗氏制药公司开展的2期临床试验中。在新的研究中,Johnson博士及其同事们考察了多种与RG-7916结构相似的分子,以便更深入地理解RG-7916的作用机理(罗氏公司未参与该研究)。
“了解药物背后的作用机制对于治疗正确的患者类型是至关重要的,”Johnson博士说,“而且,对药物机制了解的越多,临床医师就越能更好地注意到可能的副作用。”
研究人员推测,RG-7916可能需要靶向被称为RNA错误剪接的过程来发挥药效。除了导致SMA,RNA错误剪接还会引起一系列灾难性遗传病,从早年衰老综合征(Hutchinson–Gilfordprogeria syndrome,导致过早衰老)到卷发综合征(Menkes disease,造成严重神经系统缺陷,患儿生存期通常不超过3年)。
在这些疾病中,细胞读取基因组以产生蛋白质的方式均出现问题。在此过程中,遗传信息链即pre-RNA(前体RNA)需要被剪接为有用的片段。在SMA中,名为剪接沉默子(splicingsilencer)分子错误进入,阻断剪接过程并停止运动神经元生存蛋白(SMN)的产生。
通过与共同领导作者、TSRI主席Peter Schultz博士密切合作,Johnson博士和文章第一作者Jingxin Wang博士发现,RG-7916类似物事实上靶向作用于导致SMA的SMN2 pre-RNA序列。在药物的作用下,pre-RNA片段变得更加灵活并被正确地剪接,最终产生完整长度的SMN蛋白。
“药物主要使剪接增强子(splicingenhancer)正确地插入pre-RNA之中,”Johnson博士解释说,“它对RNA的错误剪接进行补偿,产生正确的蛋白质。”
RG-7916还与邻近的蛋白质相结合,这种同时结合pre-RNA和蛋白质的方式增强了药物的靶向性,使其非常特异性地靶向SMA突变。
罗氏公司发表的数据同样表明RG-7916的作用靶点为pre-RNA剪接过程。Johnson博士说,尽管还需要通过关键的毒理学研究和临床研究,但这些互补性研究显示出鼓舞人心的信号,表明RG-7916的研发已步入正轨。同时,她更期待知道靶向RNA错误拼接的药物能否被设计来帮助更多的患者。
“比如,还有其他几种影响大龄儿童和青少年的较轻微SMA分型,但目前研究人员主要在婴儿中测试疗法,”Johnson博士说,“我们可以运用所获得的成果来治疗其他分型的患者。”
目前仅有少量RNA靶向候选药物,Johnson博士说道。通过研究这些候选药物,科学家们或许可以更好地指导未来的药物设计,并找到更多的线索来鉴别药物是否有效。
“现在我们对这类药物有了更深入的认识,那我们就可以建立一个关于此类分子的小型资料库,以便开始处理一些其他疾病。”
原文标题:Scientists investigate new strategy to treat spinal muscular atrophy in infants
译:王雅楠 校:曹文东
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