α-突触核蛋白敲低肽的开发及其在帕金森病模型中的疗效评估

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帕金森病(Parkinson's disease)是一种主要的神经退行性疾病。 它目前缺乏可以直接针对致病过程的临床相关治疗方法。 目前的临床方法,如深部脑刺激和左旋多巴和多巴胺激动剂的药物治疗,只能缓解症状。 这些治疗的功效在很大程度上受到其不良并发症和副作用的限制。  α-synuclein 资料来源:Ajpolino 通过维基百科

由于 α-突触核蛋白在帕金森病的某些病理条件下过度表达,而这些上调的蛋白质会干扰许多生理过程,如内质网到高尔基体的转运、突触传递和线粒体功能和形态,有力地击倒过度表达的 α-突触核蛋白可能 与简单地抑制有毒 α-突触核蛋白寡聚体的形成相比,在恢复帕金森病大脑中的正常细胞功能方面具有更好的神经保护功效。

使用反义寡核苷酸和小干扰 RNA (siRNA) 等遗传操作敲除 α-突触核蛋白,已在各种帕金森病模型中显示出对多巴胺能神经元的保护作用。

然而,将这些操作转化为有效的帕金森病疗法的临床转化成本高昂且不舒服,因为它主要是通过侵入性注射或病毒感染来完成的。 这些技术在临床上可能不适用于人类患者的治疗用途。

在这里,科学家们报告了一种短的、血脑屏障和质膜渗透性合成肽的开发,该肽可以通过蛋白酶体降解快速减少内源性 α-突触核蛋白。

科学家们使用帕金森病的体外和体内模型,为使用这种小的 α-突触核蛋白敲低肽作为潜在的帕金森病治疗提供了原理证明。

作者首先证明了 Tat-βsyn-degron 肽可以在体外和体内特异性地降低 α-突触核蛋白的水平。 作者随后表明,肽诱导的 α-突触核蛋白敲低与保护多巴胺能神经元免受帕金森病培养模型中毒素诱导的损伤有关。

最重要的是,科学家们能够在两个充分表征的帕金森病动物模型中证明全身应用 Tat-βsyn-degron 肽作为有效的帕金森病治疗方法的治疗潜力。

他们的 α-突触核蛋白敲低肽 (Tat-βsyn-degron) 具有创新性,因为该肽直接针对致病过程之一,有望阻止或减缓疾病的进展。

此外,肽介导的敲低比反义或 siRNA 介导的敲低具有明显的时间优势。 α-突触核蛋白是一种非常稳定的蛋白质,具有很长的半衰期,而通过劫持细胞中的内源性蛋白酶体降解系统,Tat-βsyn-degron 肽在几个小时内产生了 α-突触核蛋白的快速而稳健的降解。

有趣的是,α-突触核蛋白也在中枢神经系统以外的组织中表达,科学家发现单次腹膜内注射 Tat-βsyn-degron 肽同样降低了肾脏和脾脏中的 α-突触核蛋白表达 野生型 C57BL/6 小鼠。

最近在 3 期临床试验中取得的成功已经证明,Tat 融合短肽不仅安全,而且在保护神经元免受人体缺血性损伤方面具有治疗效果。作者希望这种 α-突触核蛋白敲低肽也有可能被迅速转化为临床,作为一种直接针对帕金森病致病过程的有效改善疾病的治疗方法。

由于他们的肽介导的蛋白质敲低方法的多功能性,科学家们理论上可以通过简单地改变靶向肽的蛋白质结合序列来靶向引起疾病的细胞蛋白质。由于许多人类疾病,包括一些与年龄相关的神经退行性疾病,如 ALS、阿尔茨海默氏病和亨廷顿氏病,在病理上是由蛋白质由于其突变和/或表达水平增加而获得功能引起的,拟议的研究有望促进帕金森病以外的人类疾病新疗法的开发



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