本文1,950字,阅读需要5分钟。
脊髓肌萎缩简称SMA,是由隐性基因突变引起的神经退行性疾病。
患有脊髓肌萎缩的孩子因为运动神经元(SMN)蛋白质的缺乏,导致运动神经元失去与肌肉的物理连接,从而无法控制肌肉运动和肌无力。
脊髓肌萎缩中最严重的类型1型。患有SMA 1型的孩子在婴儿期就发病,患儿甚至无法坐起来。而且,SMA1型的预后不好——大多数在2岁之前死亡。
"这就是为什么你不经常听到这种疾病,"Chine-Ping Ko(高建平)教授表示说。"他们死得太年轻了。“
高教授领导的团队,是南加州大学(USC)一个研究小组,首次对受SMA影响的特定肌肉中发生的严重变性进行了深入广泛的研究。
基于这些研究得到的数据,允许他们测量药物治疗的有效性,并将成为未来探索SMA原因的研究的跳板。
(USC网站照)
每40到50个就有一个人携带SMA基因。如果两个携带者结合,其中一个孩子就有25%的机会将受到SMA的影响。
每 6,000 到 10,000 名新生婴儿中,就有一个出生时患有 SMA。
SMA 有多种类型,其中症状严重程度和预期寿命各不相同。
高教授和他的团队正在努力研究,更好地了解SMA,通过追踪受SMA影响的小鼠的特定肌肉的神经元,以确切了解这种疾病的发病地点。
"我们对神经肌肉交界处发生的事情很感兴趣,"高教授在2011年的采访中表示说。他与南加州大学研究生研究员冯志华(音),Karen凌(Karen K. Y. Ling)和丽贝卡(Rebecca M. Gibbs)合作, 率先将研究成果发表在《人类分子遗传学》杂志上。
高教授的研究结果,很有启发性。这个研究发现,沿着脊柱和后肢到腿部的肌肉表现出不同程度的变性——不均匀。例如,控制头部和颈部运动的一些肌肉受到严重影响,而其他相邻的肌肉几乎没有受到影响。
许多受影响的肌肉参与重要的运动功能,如呼吸,进食和坐姿。
"到目前为止,我们不知道导致某些肌肉失去突触的机制,"高教授说。"研究这一点是一个很好的准备,”
(高教授合著的脊髓肌萎缩书籍。网络照片)
此外,了解哪些肌肉受到影响,以及有多少受到影响允许制药公司定量衡量药物试验结果的知识。
例如,一个特定的蛋白在SMA动物模型中与疾病作斗争,而高教授的团队能够准确确定它逆转了每个肌肉的变性程度。
正是因为这项由美国国家卫生研究院(NIH)、肌肉萎缩症协会(MDA)、脊柱肌肉萎缩协会和SMA家庭的资助的研究,并且向制药公司展示如何复制他的技术,药企能够开发更有效的药物。
"也许,我们将有办法减轻或防止运动神经元的损失,"高教授说。
新治疗技术获近20万资助
最近,受到高教授技术启发,针对轻度SMA小鼠模型中持续性神经肌肉功能障碍的新型治疗方法获得资助。
这个由Cure SMA的赞助,给与了匹兹堡大学的史蒂芬(Stephen Meriney)教授,金额为19万美元。
与目前上市的SMA药物不同的是,新的治疗方法另辟蹊径。
目前的治疗SMA的新药,渤健的诺西那生钠注射液(Spinraza),诺华的基因疗法Zolgensma,都是通过提高体内SMN蛋白水平,从而改善患者的运动能力。
前者用基因替代疗法表达出SMN1蛋白,后者通过与mRNA前体作用,调控剪接过程,实现全长SMN2蛋白的表达。
但是,SMN蛋白水平的升高并不能充分扭转症状,因为在接受治疗前,患者的神经肌肉已经缺陷。这些缺陷导致神经肌肉无力,并可能增加神经肌肉对与衰老有关的衰老的敏感性。
Meriney博士提出了一种新的策略用于治疗神经肌肉无力,而且,这个新方法也可以和其他的SMN疗法联合治疗。
这个新方法,通过建立轻度SMA小鼠模型,评估钾通道阻滞剂(DAP)的存在对使用新型小分子(GV-58)进行长期治疗的影响。
GV-58的作用是使钙通道保持比正常状态更长的时间,增加钙离子的进入,并随后增加运动神经元与肌肉相连的运动神经末梢的神经递质释放。
神经递质释放的这种增加使肌肉收缩增加。目前已经证明,GV-58和DAP合用时具有协同的作用。
史蒂芬教授在康涅狄格大学获得了博士学位,主攻神经肌肉领域。在加州大学洛杉矶分校博士后毕业后,1993年开始进入匹兹堡大学神经科学系,研究运动神经末梢,离子通道和神经肌肉疾病的研究计划。这一干就是17年。
说来令人惊奇的是,正是与高教授的一次交流,并在高教授的鼓励下,史蒂芬将专业知识投入了SMA的研究。
“这使我建立了SMA小鼠模型,并开始思考在这个领域我能做些什么贡献。“他对Cure Duchenne表示道。”我的实验室使用SMA模型小鼠来表征疾病引起的神经肌肉突触变化,探索行为和肌肉力量的变化,并开发和测试一种新的对症治疗方法。我们新颖的治疗方法旨在与SMA的现有疗法结合使用。”
从进展来说,证明这个新方法的有效性是当务之急。
“目的是测试这种新型治疗策略的有效性,旨在对抗模型小鼠中轻度形式的SMA的肌肉无力。“
“该策略是使用温和的SMA小鼠模型测试增加钙流入运动神经末梢的新型小分子。这个小分子(GV-58)使电压门控的钙通道开放的时间比正常时间长,并且可以显着增加运动神经末梢的神经递质释放,从而增加肌肉收缩。“
参考:
https://www.curesma.org/meriney-grant-announcement-2020/
https://dornsife.usc.edu/news/stories/1027/usc-scientist-targets-genetic-cause-of-infant-mortality/