“渐冻症”有望被治愈!日本开发成功新的治疗性抗体

生命科学 2018年06月06日
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日本滋贺医科大学内科学讲座神经内科的漆谷真教授领导的研发小组,与京都大学研究生院医学研究科神经内科的高桥良辅教授及庆应义塾大学理工学部的副教授古川良明,通过共同研究,成功开发出一种新的治疗性抗体,能去除肌萎缩性侧索硬化症(ALS,俗称渐冻症)的致病蛋白TDP-43的异常聚集体。

ALS是一种严重的神经系统疾病,发病后全身的肌肉逐渐萎缩无力,随着病情发展,全身的运动神经元都会消失。虽然目前延缓病情加重的治疗方法逐步取得进展,但还没有完全治愈该疾病的方法。长期以来,人们并不知道ALS的发病原因与机理,不过最近的研究发现,在ALS患者身上,本来应该存在于细胞核内的RNA结合蛋白TDP-43从运动神经元细胞核内消失,反而在细胞质中形成了异常的聚集体,这种聚集体会引发多种有害现象,最终导致神经细胞死亡。去除TDP-43的异常聚集体便有可能彻底治愈ALS,所以有关研究备受关注。

漆谷教授等人2012年在滋贺医科大学开发了单克隆抗体3B12A,这种抗体仅识别结构异常的TDP-43,不会与正常细胞核内的TDP-43结合。在本研究中,为了使该抗体成为去除细胞内异常蛋白质的基因治疗药,研发小组克隆了3B12A抗体分子中与抗原结合的重链和轻链的可变区基因,并连接二者形成单链抗体(single chain variable fragments; scFv),通过这样的方法制作出了人工基因。另外,为了通过自噬高效分解聚集体,还为scFv赋予了名为“分子伴侣介导自噬(CMA)信号”的蛋白分解信号基因,制作了表达自分解型细胞内抗体的载体基因(3B12A scFv-CMA)。由此,自分解型细胞内抗体通过培养细胞与异常的TDP-43结合,减少了聚集体,而且明显抑制了聚集体造成的细胞死亡。

有趣的是,3B12A scFv-CMA与异常聚集体的结合会衍生出名为heat shock protein 70(HSP70)的分子伴侣。此次研究确认,通过分解TDP-43的异常聚集体,还具有使这种分子伴侣减少的效果。3B12A scFv-CMA的聚集体减少效果不仅在培养细胞中出现,在利用子宫内电穿孔法导入这种基因的胎鼠大脑中,也确认了TDP-43聚集体的显著抑制效果,并且未对大脑发育造成明显的损害。这种自分解型细胞内抗体在没有结合聚集体的细胞中会迅速分解,因此,基本不用担心抗体聚集会引发不良现象,作为分子靶向治疗非常有前景。

“渐冻症”有望被治愈!日本开发成功新的治疗性抗体

虽然今后还需要在ALS实验用小鼠身上再现TDP-43异常聚集体对运动神经元的影响并确认效果,而且要在猴等灵长类动物身上确认安全性,但利用具备自噬和蛋白酶体两种自分解功能的抗体去除细胞内的聚集体的方法,为根治ALS疾病开辟了道路。

此次的研究成果已于英国时间2018年4月16日发表在了英国科学杂志《Scientific Reports》的在线版上。

文 客观日本编辑部

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