首页 > 业内资讯 > 企业动态
《Science Translational Medicine》:在猴中通过腺相关病毒载体用人工 microRNA 安全有效的沉默超氧化物歧化酶 1,可有效的治疗 ALS 疾病
2019-01-16 09:49   来源: 广州派真生物技术有限公司  点击次数: 关键词: ALS 超氧化物歧化酶 microRNA

也许你听说过一种病,叫做「渐冻病」;

这类人被叫做「渐冻人」;

他们的人生被称为「冻住的人生」。
 

「冰桶挑战」


2014 年,为 ALS 患者募捐的「冰桶挑战」火遍全球。冰桶挑战,全称为「ALS 冰桶挑战赛」,这个活动旨在让人们了解,并体会被称为「渐冻人」的罕见病人,同时为 ALS 筹款,以及呼吁社会关注。霍金去世后,海绵宝宝创造者也因渐冻人症去世,这到底是一种什么病,其在临床的研究进展到底如何,能否可以长期有效的治疗该疾病。


肌萎缩性侧索硬化(ALS)是由运动神经元变性导致的一种迅速进行性神经退行性疾病。当运动神经元死亡时,大脑向身体肌肉发送信号的能力受到损害,导致自愿和不自主的肌肉运动丧失,瘫痪并最终因呼吸衰竭而死亡,肌萎缩侧索硬化症患者的平均存活率为 3 至 5 年。
 

目前,仅有「孤儿药」可治疗
 

该药物可以在一定程度上延缓病情的发展,但是一月费用需要四千元左右,而且需要长期服用,对经济是个巨大的挑战。那么探究一种新的长期有效的治疗方法,通过一次性治疗就可以达到永久治疗的效果将会是一种长久之计。
 

目前一项新研究发现,一种基因治疗的方法可能长期有效安全的降低灵长类动物中一种叫做超氧化物歧化酶 1 蛋白的产生,该蛋白的产生导致 ALS 疾病的发生。该项研究,「Safe and effective superoxide dismutase 1 silencing using artificial microRNA in macaques」, 发表在《Science Translational Medicine》杂志上。



今年 10 月,麻省大学医学院 Horae 基因治疗中心的 Christian Mueller 团队,在猴中用人工 microRNA 安全有效的沉默超氧化物歧化酶 1,通过腺相关病毒(AAV)载体用可以编码靶向超氧化物歧化酶 1(SOD1)的人工 microRNA 对家族性 ALS 中普遍突变的 SOD1 基因进行了沉默研究。


他们将 AAV 鞘内(通过椎管)输入进食蟹猴(Macaca fascicularis)的脊髓,比较了针对突变 SOD1 的人工 microRNA 表达的不同启动子,结果显示 SOD1 基因在运动神经元中有有效的传递和沉默的功能。表明 SOD1 的人工 microRNA 进行基因治疗是安全的,并且值得进一步开发用于治疗 SOD1 突变连锁导致的 ALS 疾病。


家族性 ALS 病例中,SOD1 突变占总病例的约 10%,是一种显性性状遗传。这些病例中大约有 20% 是由编码胞质 Cu/Zn 超氧化物歧化酶 1(SOD1) 的基因突变引起的,现已经鉴定出 185 个 SOD1 突变。有多种机制可解释突变 SOD1 蛋白为什么具有神经毒性,包括突变 SOD1 通过构象不稳定性、错误折叠和一定程度的聚集获得毒性「1」。之前在成年 SOD1 G93A 小鼠(ALS 模型)中,Christian Mueller 团队已经证明 SOD1 沉默可显著延缓疾病的发病和死亡,并显著保持肌肉力量和运动及呼吸功能「2」


在这个研究中,Christian Mueller 团队采用在非人灵长类动物中具有优良的中枢神经系统 (CNS) 转导和安全特性的重组腺相关病毒载体 rh.10(rAAVrh.10),针对多个 SOD1 的突变体来沉默食蟹猴体内的 SOD1 基因,同时还比较了 pol II(CB) 和 pol III(H1 和 U6) 启动子驱动 miRNA 表达的作用。

  1. 首先,通过测定每个组织中每个细胞的病毒载体拷贝数和分析免疫染色分析中 GFP 的表达,以研究载体在脊髓、脑和外周器官中的分布。
  2. 其次,用 ddPCR 和分支 FISH(RNAscope)分析在脊髓不同部位(颈、胸、腰)以及激光捕获的运动神经元中 SOD1 在 mRNA 水平上的沉默情况。
  3. 最后,利用小 RNA-seq 分析成熟 miR-SOD1 (guide strand) 的丰度和非靶标效应,分别用 NAb 法和 ELISpot 分析 AAV 衣壳的体液和细胞免疫应答,评价临床载体的安全性。



SOD1 的沉默性治疗方法已有很多研究,从临床角度来看,ASO 和小干扰 RNA 的主要缺点之一是患者需要重复给药,而 rAAV 介导的基因治疗 (包括基因转移和基于 RNAi 的基因沉默) 是一种一次性给药并终生有效的治疗模式。通过脊髓液输送药物表明,腺相关病毒能够在整个运动神经元的长度上表达其载体,运动神经元可以长达三英尺,从肌肉,脊柱到大脑。一旦交付,这些病毒就会将 RNAi 治疗剂和运动神经元中的 SOD1 蛋白产量降低多达 93%。


Mueller 及其同事还表明,miRNA 药物不会引起肝脏毒性,病毒传递载体不会引起免疫反应。类似地,未检测到具有相似序列的基因的脱靶沉默,这通常是许多基因治疗技术的关注点。鉴于 AAV 的治疗与转导效率的相关性,这些结果表明在这个研究中所开发的策略更有利于 SOD1 的人工 microRNA 治疗走向临床。


「这表明我们有一种很好的方式将基于 RNAi 的药物输送到正确的细胞,其数量足以使我们能够通过一次性治疗使致病基因沉默,」Mueller 说。「这些实验正处于需要进入下一步并转化为患者临床试验的阶段。」


广州派真生物技术有限公司专注于大规模生产高纯度、高滴度、高感染力的重组腺相关病毒(recombinant Adeno-Associated Virus, rAAV,简称 AAV)和慢病毒(Lentivirus)。目前,派真生物在 AAV 生产研发领域拥有多项知识产权,拥有自主专属的 AAV 生产方法,应用于临床前实验的 AAV 的快速生产线,符合 GMP 产品标准的生产线也即将建成;还拥有高效的慢病毒 (Lentivirus)  包装系统,借此优势为广大科研群体提供高滴度的慢病毒快速包装服务。

 

Reference


1. Prudencio M, Hart PJ, Borchelt DR, Andersen PM. Variation in aggregation propensities among ALS-associated variants of SOD1: correlation to human disease. Hum Mol Genet. 2009 Sep 1;18(17):3217-26.

2. Borel F, Gernoux G, Cardozo B, Metterville JP, Toro Cabrera GC1, Song L, Su Q, Gao GP, Elmallah MK, Brown RH Jr, Mueller C. Therapeutic rAAVrh10 Mediated SOD1 Silencing in Adult SOD1(G93A) Mice and Nonhuman Primates. Hum Gene Ther. 2016 Jan;27(1):19-31.


 

点击查看详情 >>

 

版权声明

本网站所有注明“来源:丁香园”的文字、图片和音视频资料,版权均属于丁香园所有,非经授权,任何媒体、网站或个人不得转载,授权转载时须注明“来源:丁香园”。本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的,且明确注明来源和作者,不希望被转载的媒体或个人可与我们联系,我们将立即进行删除处理。

评论

评论 ()

本周

本月

总排行