这一发现是朝着利用冷却大脑的保护作用来治疗急性脑损伤患者,甚至预防痴呆症(如阿尔茨海默病)迈出的一步。
当身体显著降温时,它会增加RBM3的水平,这是一种被称为冷休克蛋白的分子,这是首次在冬眠动物中观察到的现象。人们认为,在冬眠期间,这种蛋白质有助于保护大脑免受损伤,并使其继续形成新的连接。
2015年,Giovanna Mallucci教授及其同事在小鼠身上表明,RBM3可以保护大脑免受与错误折叠蛋白质积累相关的损伤,错误折叠蛋白质可导致各种形式的痴呆,如阿尔茨海默病和帕金森病,以及朊病毒疾病,如克雅氏病(CJD)。
诱导性低温用于治疗重症监护病房的患者,包括新生儿和创伤性脑损伤患者,患者处于昏迷状态,大脑冷却以防止损伤。但这也带来了相关风险,如凝血和肺炎。能否利用冷休克蛋白治疗患者而不必冷却身体,为急性脑损伤提供更安全的治疗或保护大脑免受痴呆症的影响?
在EMBO分子医学杂志发表的研究中,剑桥大学英国痴呆研究所和柏林弗雷大学化学与生物化学研究所的科学家们,研究了一种被称为反义寡核苷酸(ASO)的基因疗法是否可以提高小鼠大脑中冷休克蛋白的水平,从而保护它们。
该团队检查了编码产生冷休克蛋白的基因,发现它含有一种在正常条件下阻止其表达的关键元素。使用ASO删除或“拨号”此元素将长期促进RBM3的生产。
为了测试这种方法是否可以保护大脑,研究人员使用了感染朊病毒的小鼠。其中一些小鼠在三周后注射单剂量ASO,而其他小鼠则接受对照治疗。
在注射了朊病毒12周后,那些接受对照治疗的小鼠死于朊病毒病,并显示海马体神经元大量缺失,海马体是大脑中对记忆至关重要的区域。
对于接受ASO的老鼠来说,情况大不相同。在其他小鼠感染朊病毒的同时,ASO处理的小鼠的RBM3水平是其他小鼠的两倍。八只ASO处理过的小鼠中有七只表现出海马神经元的广泛保存。
乔瓦娜·马卢奇(Giovanna Mallucci)教授在剑桥大学英国痴呆症研究所领导这项研究,说:“从本质上讲,冷休克蛋白使大脑能够保护自己,在这种情况下,可以抵抗朊病毒病期间大脑中神经细胞的损伤。值得注意的是,我们发现,仅注射一次ASO就足以为这些小鼠提供长期保护,防止不可避免的神经退化进展n.“
柏林弗雷大学的弗洛里安·海德教授补充道:“这种方法可以预防阿尔茨海默病和帕金森病等疾病,但我们没有可靠的预防治疗方法。
“我们离这一阶段还有很长一段路要走,因为我们的研究是在小鼠身上进行的,但如果我们能够安全地使用ASO来促进人类冷休克蛋白的产生,就有可能预防痴呆症。我们已经看到ASO被用于成功治疗脊髓性肌萎缩,并且最近它们被授权治疗运动神经元疾病。”
如果这一发现可以在人类身上复制,那么这种方法将对神经退行性变以外的患者的治疗产生重大影响。其中包括心脏手术中通过保护大脑来保护缺氧新生儿的急性脑损伤,以及本应通过治疗性低温治疗的成年人的中风和头部损伤。
Mallucci教授现就职于剑桥科学院阿尔托实验室。
这项研究得到了柏林弗雷大学和英国痴呆研究所的核心资助,而英国痴呆研究院又得到了医学研究委员会、阿尔茨海默病学会和英国阿尔茨海默氏病研究所的资助。
注:本文由院校官方新闻直译,仅供参考,不代表指南者留学态度观点。