劍橋大學(xué)的科學(xué)家在動物研究中表明，基因療法可能有助于修復(fù)由青光眼和癡呆癥等慢性神經(jīng)退行性疾病引起的某些損傷。他們的方法證明了基因治療在多基因條件下(即沒有單一遺傳原因的復(fù)雜條件)的潛在有效性。
基因治療(一種缺失或有缺陷的基因被健康的基因替代)在許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病中變得越來越普遍，包括萊伯先天性阿莫魯病，脊髓性肌萎縮癥和萊伯遺傳性視神經(jīng)病變。但是，每種情況都是罕見的，并且是單基因的，即由單個缺陷基因引起的。迄今為止，將基因療法應(yīng)用于構(gòu)成大多數(shù)神經(jīng)退行性疾病的復(fù)雜多基因疾病的應(yīng)用還很有限。
神經(jīng)退行性疾病的一個共同特征是軸突運輸受到破壞，這是一種細(xì)胞過程，負(fù)責(zé)關(guān)鍵分子和包括線粒體，脂質(zhì)和蛋白質(zhì)在內(nèi)的線粒體，蛋白質(zhì)的進(jìn)出神經(jīng)細(xì)胞的運動。軸突是長纖維，可傳輸電信號，使神經(jīng)細(xì)胞與其他神經(jīng)細(xì)胞和肌肉進(jìn)行通訊?？茖W(xué)家建議，通過在患病的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中增強內(nèi)在的神經(jīng)元過程來刺激軸突運輸可能是修復(fù)受損神經(jīng)細(xì)胞的一種方式。
用于改善受損神經(jīng)細(xì)胞中軸突功能的兩個候選分子是腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)及其受體原肌球蛋白受體激酶B(TrkB)。
在今天發(fā)表在《科學(xué)進(jìn)展》上的研究中，劍橋大學(xué)的科學(xué)家表明，使用一種病毒將這兩種分子同時遞送至神經(jīng)細(xì)胞，與單獨遞送任何一種分子相比，在刺激軸突生長方面具有很強的作用。他們在兩種已知與軸突運輸減少有關(guān)的神經(jīng)退行性疾病模型中測試了他們的想法，即青光眼和tauopathy(與癡呆有關(guān)的退行性疾病)。
該研究的第一作者，來自劍橋大學(xué)約翰·范·格斯特腦修復(fù)中心的塔斯涅姆·哈蒂布博士說：“神經(jīng)細(xì)胞的軸突的功能有點像鐵路系統(tǒng)，在這里，貨物是細(xì)胞所需的重要成分。在神經(jīng)退行性疾病中，該鐵路系統(tǒng)可能會受損或被阻塞，我們認(rèn)為替換兩個我們知道可以有效協(xié)同工作的分子將比單獨運送一個分子更有效地修復(fù)該運輸網(wǎng)絡(luò)，而這正是我們找到。
他說：“這種綜合方法還可以帶來更持久的治療效果，這對于針對慢性退行性疾病的治療非常重要。
“我們沒有使用替換或修復(fù)受損基因的標(biāo)準(zhǔn)基因療法，而是使用了該技術(shù)來補充大腦中的這些分子。”
青光眼經(jīng)常(但不總是)與視神經(jīng)異常高壓相關(guān)，損害視神經(jīng)。在實驗性青光眼模型中，研究人員使用了示蹤染料來顯示青光眼中眼與腦之間的軸突運輸受到了損害。同樣，視網(wǎng)膜對光的電活動降低表明視力也受到損害。
Khatib博士及其同事使用“病毒載體”(基因治療傳遞系統(tǒng))將TrkB和BDNF傳遞到大鼠的視網(wǎng)膜。他們發(fā)現(xiàn)，通過染料的運動可以觀察到，這恢復(fù)了視網(wǎng)膜和大腦之間的軸突運輸。視網(wǎng)膜還顯示出對光的改善的電響應(yīng)，這是視覺恢復(fù)的關(guān)鍵前提。
接下來，研究小組使用繁殖的轉(zhuǎn)基因小鼠對tau蛋白進(jìn)行了建模，tau蛋白是大腦中tau蛋白“纏結(jié)”的堆積。在許多神經(jīng)退行性疾病(包括阿爾茨海默氏病和額顳癡呆)中都發(fā)現(xiàn)了?；撬岵?。再次注射染料表明，軸索在眼睛和大腦之間的運輸受到了損害，并且可以通過病毒載體恢復(fù)。
有趣的是，研究小組還發(fā)現(xiàn)了可能改善小鼠短期記憶的初步證據(jù)。在治療之前，研究人員對小鼠進(jìn)行了物體識別任務(wù)測試。將鼠標(biāo)放在Y形迷宮的開始處，并留在兩個手臂末端探索兩個相同的對象。片刻之后，再次將鼠標(biāo)置于迷宮中，但是這一次，一只手臂包含了一個新對象，而另一只手臂則包含了重復(fù)對象的副本。研究人員測量了鼠標(biāo)探索每個對象所花費的時間，以查看鼠標(biāo)是否已經(jīng)記住了上一個任務(wù)中的對象。
在將病毒載體注射到小鼠的大腦中之后，重復(fù)執(zhí)行此任務(wù)，結(jié)果表明短期記憶有所改善。盡管這項特殊研究的結(jié)果并沒有達(dá)到統(tǒng)計學(xué)上的顯著性(衡量發(fā)現(xiàn)結(jié)果的可靠程度)，但研究人員表示，它們是有希望的，現(xiàn)在計劃進(jìn)行一項更大的研究以證實其效果。
來自澳大利亞眼科研究中心和墨爾本大學(xué)的基思·馬丁教授在劍橋大學(xué)期間領(lǐng)導(dǎo)了這項研究。他補充說：“雖然這是目前的早期研究，但我們認(rèn)為它顯示出有望幫助迄今為止治療神經(jīng)退行性疾病的希望?；蛑委熞驯蛔C明對某些罕見的單基因病有效，我們希望它對這些更為常見的更為復(fù)雜的疾病同樣有用。”
標(biāo)簽： 青光眼
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