一项最近的研究显示,分子“标签”能够改善庞贝病老鼠模型细胞中酸性α-葡萄糖苷酶(acid-alpha glucosidase, GAA)的分布,从而增强基因疗法的效果。
此项字为“庞贝病老鼠模型的舌下运动系统上利用糖基化非依赖性溶酶体靶向标记GAA的AAV基因疗法”的研究文章已发表在《分子疗法-方法&临床开发》(Molecular Therapy – Methods & Clinical Development)上。
庞贝病是一种由编码GAA的基因突变引起的神经肌肉病。GAA是一种通常将复杂的糖原降解成简单的单糖——葡萄糖的蛋白质。基因上的突变限制或完全失去蛋白质功能,导致糖原毒性聚积而致病。
基因治疗是目前已经在研的一种治疗策略。使用载体,通常是改造过的病毒,将具有功能的GAA递送到细胞。这种方式可以使细胞自己生产具有功能的GAA。
之前的一项研究,使用这类载体靶向庞贝病老鼠模型舌头的肌肉细胞和神经细胞。尽管这项研究表明用这种方法改造细胞是可行的,但实际上制造功能性GAA的细胞(特别是运动神经元,即指挥肌肉运动的神经细胞)的数量是有限的。
这项新研究的研究人员推断,先前的这些结果是由于“添加”的蛋白质无法到达正确的细胞间隔。GAA通常在溶酶体中发挥作用,溶酶体是一种细胞间隔(细胞器),即分子被分解的地方。
因此,该研究组发明了一种基因治疗方法,它可以为GAA蛋白提供指令,这种GAA蛋白有一个分子“标签”——称为糖基化非依赖性溶酶体靶向标签,或GILT标签。简单地说,GILT标签是GAA蛋白的一个小的附加物,使GAA蛋白被细胞中的其他蛋白识别,从而促进GAA向溶酶体的运输。此外,研究人员说,这种标记可能会提高接受治疗的细胞对细胞周围蛋白质的吸收,然后分泌GAA蛋白。
研究人员对比了带GILT标签和不带标签的GAA基因疗法,在庞贝病小鼠舌部的情况。他们证实两种疗法都能增加这些小鼠舌部GAA的表达。事实上,平均来说,这两种基因疗法都能使庞贝病小鼠舌部的GAA总活性增加到野生型小鼠(无庞贝病小鼠)的两倍多。
最显著的发现是小鼠舌头中GAA阳性运动神经元的数量,特别是被称为XII运动神经元。平均而言,用编码未修饰GAA的基因治疗的小鼠有59个GAA阳性的XII运动神经元。同时,用编码GILT标签修饰GAA的基因治疗的小鼠有185个GAA阳性运动神经元,显著增加了200%以上。
必须强调的是,这项研究是在老鼠身上进行的,因此,研究结果是否对人体有效尚待观察。此外,这些实验中的基因疗法是通过直接注射到舌部进行的,只有舌部受到影响。研究人员指出,为了使这种治疗方法真正有效,可能需要不同的给药策略,特别是对人。
“我们的结果证实,舌内注射AAV9-GAA(编码GAA的改造病毒)可以有效地促进舌肌纤维(肌肉细胞)和XII运动神经元中GAA的表达。” 研究人员总结说,“研究结果还表明,将IGFII GILT标签与GAA转基因产物融合,可增强XII运动神经元GAA的表达。”
外文:Molecular ‘Tag’ Improves Efficacy of Gene Therapy for Pompe Disease in Mice, Study Shows