基因沉默技术有望用于ALS治疗
随着神经变性疾病的致病基因和蛋白不断被发现,利用病毒将基因导入体内调节疾病相关基因的功能以达到治疗目的已逐渐成为可能。这种方法尤其适用于治疗肌萎缩侧索硬化症(ALS)。许多家族性ALS是由编码超氧化物歧化酶(SOD1)基因显性突变引起的,理论上可以通过基因沉默的方法治疗。
RNA干扰(RNAi)技术是一种转录后基因沉默方法,可以下调蛋白的表达。在体外培养的细胞中RNAi能发挥很好的作用。虽然其在中枢神经系统的分布受限,但将稳定的小干扰RNA(siRNA)注入脑脊液中仍能敲除50%的靶mRNA。由于siRNA的生物半衰期非常短,限制了其在治疗领域的应用。
表达了基因沉默siRNA的病毒载体已被用于治疗ALS动物模型,但并未延长生存期。但是,当抑制小胶质细胞中突变基因的表达时,可显著降低发病后疾病进展速度,这正是治疗人类ALS的主要目标。
2005年,研究者采用3种不同方法,用病毒编码的siRNA降低ALS模型小鼠中突变SOD1的蓄积,并显示出很好的效果。Ralph等将编码单个siRNA(针对SOD1)的慢病毒注入出生后7天小鼠的多部位肌肉中,小鼠发病时间延迟了108天,生存时间延长了99天。但发病后的疾病进展未得到减缓,反而使终末期的到来加快了25%。这表明运动神经元及邻近非神经元(包括小胶质细胞)的突变在发病和疾病进展中可能起不同作用。Raoul等则将同样的慢病毒直接注入模型小鼠的腰髓,使之能够与运动神经元和周围非运动神经元结合。结果显示,注入病毒的后肢肌力丧失延迟2~3周,但该方法是否能延缓发病后的疾病进展还不能确定,对生存期也没有影响。Miller将同样编码的腺病毒(AAV)注射到表达突变SOD1小鼠的后肢肌肉内。如果在将要发病时注射,则注射部位的握力能够继续保持3周,但生存期并未变化。AAV-2已被用于临床且未出现明显的不良反应,它最有可能成为基因治疗的病毒载体。
上述基因治疗方法在人体内能否发挥作用?可能,但安全问题是首先要考虑的。因为很难调整每一代病毒基因沉默的水平,由此导致的内源性基因广泛失调则会引起致命性后果。其次,尽管给相当于人类婴儿期的幼鼠注入慢病毒可以推迟发病时间,但并无证据表明该方法确实能够在成年人中起效。另外,没有一种方法能减慢发病后病情进展速度。而且,将病毒导入人体的过程本身就富有巨大风险和挑战性。
总之,用病毒将siRNA导入机体治疗ALS的方法距临床应用还有一段距离。但是基因沉默技术是一种鼓舞人心的潜在治疗方法。直接向中枢神经系统注入反义寡核苷酸、核内杂交、降解特异RNA序列的DNA酶或者抗体调节蛋白的清除,这些改良或其他基因沉默技术将来都有可能用于治疗ALS。
[栾兴华 摘译自 Nat Clin Pract Neurol 2006,2(9):462], http://www.100md.com
RNA干扰(RNAi)技术是一种转录后基因沉默方法,可以下调蛋白的表达。在体外培养的细胞中RNAi能发挥很好的作用。虽然其在中枢神经系统的分布受限,但将稳定的小干扰RNA(siRNA)注入脑脊液中仍能敲除50%的靶mRNA。由于siRNA的生物半衰期非常短,限制了其在治疗领域的应用。
表达了基因沉默siRNA的病毒载体已被用于治疗ALS动物模型,但并未延长生存期。但是,当抑制小胶质细胞中突变基因的表达时,可显著降低发病后疾病进展速度,这正是治疗人类ALS的主要目标。
2005年,研究者采用3种不同方法,用病毒编码的siRNA降低ALS模型小鼠中突变SOD1的蓄积,并显示出很好的效果。Ralph等将编码单个siRNA(针对SOD1)的慢病毒注入出生后7天小鼠的多部位肌肉中,小鼠发病时间延迟了108天,生存时间延长了99天。但发病后的疾病进展未得到减缓,反而使终末期的到来加快了25%。这表明运动神经元及邻近非神经元(包括小胶质细胞)的突变在发病和疾病进展中可能起不同作用。Raoul等则将同样的慢病毒直接注入模型小鼠的腰髓,使之能够与运动神经元和周围非运动神经元结合。结果显示,注入病毒的后肢肌力丧失延迟2~3周,但该方法是否能延缓发病后的疾病进展还不能确定,对生存期也没有影响。Miller将同样编码的腺病毒(AAV)注射到表达突变SOD1小鼠的后肢肌肉内。如果在将要发病时注射,则注射部位的握力能够继续保持3周,但生存期并未变化。AAV-2已被用于临床且未出现明显的不良反应,它最有可能成为基因治疗的病毒载体。
上述基因治疗方法在人体内能否发挥作用?可能,但安全问题是首先要考虑的。因为很难调整每一代病毒基因沉默的水平,由此导致的内源性基因广泛失调则会引起致命性后果。其次,尽管给相当于人类婴儿期的幼鼠注入慢病毒可以推迟发病时间,但并无证据表明该方法确实能够在成年人中起效。另外,没有一种方法能减慢发病后病情进展速度。而且,将病毒导入人体的过程本身就富有巨大风险和挑战性。
总之,用病毒将siRNA导入机体治疗ALS的方法距临床应用还有一段距离。但是基因沉默技术是一种鼓舞人心的潜在治疗方法。直接向中枢神经系统注入反义寡核苷酸、核内杂交、降解特异RNA序列的DNA酶或者抗体调节蛋白的清除,这些改良或其他基因沉默技术将来都有可能用于治疗ALS。
[栾兴华 摘译自 Nat Clin Pract Neurol 2006,2(9):462], http://www.100md.com