
修正食谱:减少亨廷顿蛋白的一个片段
⏱️阅读时长 7 分钟 | 在最近的一篇论文中,科学家们针对亨廷顿蛋白信息中的一个小而有害的片段 (HTT1a…
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一项新研究表明,降低亨廷顿蛋白信息中有害片段 (Htt1a) 的水平,在减轻小鼠 HD 相关症状方面比针对全长 HTT 更有效。这表明,专注于减少 HTT1a 的策略可能更具优势!
什么是 RNA 转录本?
您的身体通过遵循简单的遗传信息流来运作。早在 1957 年,弗朗西斯·克里克 (Francis Crick) 就将其描述为生物学的基本过程:DNA 自我复制并作为模板创建 RNA,然后 RNA 被用于制造蛋白质。RNA 信息(被称为转录本)是作为制造蛋白质指令的分子。您可以将 DNA 想象成书面记录的单个成分,将 RNA 想象成食谱,而蛋白质则是制作完成的餐食。
在治疗已知遗传原因的疾病时,科学家对 RNA 特别感兴趣。与其在有害蛋白质产生后尝试清除它们,不如从源头上阻止它们的产生,这样可能更有效。这涉及在 RNA 分子被用于制造蛋白质之前就对其进行针对性处理。
这一理念对于亨廷顿病 (HD) 尤为重要,因为研究人员正在探索针对携带制造亨廷顿蛋白 (HTT) 指令的 RNA 的方法,目标是减少有毒蛋白质的产生,从而改善症状。
HTT1a:一种有毒片段
HD 是由 HTT 基因中 DNA 字母 C-A-G 的扩展重复序列引起的。这种扩展基因会产生异常版本的 HTT 蛋白,其超长片段会导致其折叠错误。这种错误折叠的蛋白质不再履行其正常职责,而是变得具有粘性并开始聚集在一起,从而损伤神经元并加速症状的出现。这就像遵循一个青柠派食谱,其中一条指令被意外地反复执行:加入一茶匙盐会让它很美味,但多加二十茶匙就会毁掉这个派。
但这还不是故事的全部。基因突变不仅影响最终的蛋白质,还会干扰基因指令(信使 RNA 或 mRNA)的生成方式。有时,指令会提前中断,从而产生较短版本的 HTT 信息,称为 HTT1a。这会产生一个微小且可能更具危害性的亨廷顿蛋白版本。这种较短的 HTT1a 蛋白更容易聚集在一起,并可能对脑细胞产生更大的毒性。想象一下,除了重复加盐之外,您的食谱还包括完整的青柠(连皮带籽)以及青柠汁。到那时,整个派都无法食用了!
这一切听起来可能像是灾难的序曲,但也指向了一个可能的解决方案。研究人员不再试图修复最终受损的产品,而是直接追溯源头:mRNA,即食谱本身。

siRNA:生物学的橡皮擦
siRNA(小干扰 RNA)是科学家用来减少细胞中 mRNA 数量的一种工具。通过针对并分解特定的 mRNA,siRNA 有效地阻止了某些蛋白质的产生。如果说 mRNA 是菜肴的食谱,那么 siRNA 就像一支铅笔,擦掉了一些成分词汇,让您只需跳过它们。没有了额外的盐和完整的青柠,您的派就会按计划制作完成(希望很美味)。
目前尚不清楚针对全长 HTT、HTT1a 还是两者兼顾能更好地改善 HD 预后。目前有多种正在开发的疗法使用这些不同的方法:AMT-130 (uniQure)、ALN-HTT2 (Alnylam) 和 V0659 (Vico) 同时针对全长 HTT 和 HTT1a,而 tominersen (Roche)、votoplam (Novartis) 和 SKY-0515 (Skyhawk) 可能仅针对全长 HTT。Tominersen 是唯一一种在高级(第 3 期)临床试验中进行过评估的降低 HTT 疗法;它没有显示出任何益处,但这可能与 HTT1a 无关。
研究了什么?
上个月发表的一项研究探讨了针对全长 HTT 或 HTT1a 转录本的 siRNA 是否能改善 HD 小鼠的症状,以及针对其中之一还是两者兼顾效果最好。在同一研究人员早些时候的一项研究中,他们通过基因改造小鼠降低了这些遗传信息的水平。然而,使用注射药物在适应人类实际应用方面具有更大的潜力。
研究人员设计了两种 siRNA——一种针对全长 HTT,另一种针对 HTT1a。在确认这些 siRNA 有效后,他们将其注射到 HD 小鼠的大脑中。在 HD 研究中,会根据小鼠所具有的特征使用不同类型的 HD 小鼠。他们在本次研究中使用的小鼠具有一些随时间进展的 HD 特征,例如 HTT 聚集体的出现(特别是在脑细胞核中),以及基因网络开启和关闭方式的功能障碍。为了评估这种方法的有效性,研究人员设计了一项干预性研究,并将小鼠分为三个主要组别:
- 早期组:在疾病的最早阶段(2 个月大)注射,并在体征和症状恶化时(6 个月)进行分析
- 双重组:在疾病的早期和中期(2 个月和 6 个月)注射,并在症状高峰期(10 个月)进行分析
- 晚期组:在疾病的中期(6 个月)注射,并在症状高峰期(10 个月)进行分析
通过比较这些组别,以确定早期治疗、晚期治疗还是重复给药能带来更好的结果。
聚焦海马体
在为每组小鼠注射了针对全长 Htt 或 Htt1a 设计的 siRNA 后,他们等待了几个月,并测量了大脑不同部位 HTT 和 HTT1a 蛋白的含量。与未治疗的小鼠相比,他们发现两者在海马体(大脑中负责情绪和记忆的部分)中最为有效。
这通常不是研究 HD 病理的地方;研究通常集中在纹状体,它主要控制运动和执行功能。虽然研究人员确实检查了纹状体,但他们观察到 HTT 仅有适度减少,而 HTT1a 水平没有变化。但 HD 影响整个大脑,科学家通常会遵循数据指引的方向!由于他们的发现指向了海马体,因此海马体成为了研究剩余部分的重点。

降低 HTT1a 更有效——时机是关键
虽然两种 siRNA 都减少了海马体中的蛋白质,但针对 Htt1a 还有一个额外的好处:它延缓了 HTT 蛋白的聚集。形成的聚集体较少,对于双重治疗组的小鼠,细胞核中的聚集体完全没有出现。总的来说,只有 HTT1a 治疗似乎减少了海马体中有毒蛋白质积累的数量和严重程度。
两种治疗方法对早期组和双重组小鼠的 HD 相关基因活性都有积极影响,尽管 Htt1a siRNA 的效果更为显著。然而,晚期组几乎没有显示出治疗益处,某些疾病迹象甚至可能有所恶化。总的来说,结果表明这种方法在早期给药时效果最好,如果从疾病进展的后期开始,效果似乎较差。
为什么这很重要?
这项研究表明,全长 HTT 和 HTT1a 蛋白参与形成 HTT 聚集体的方式很复杂,并且可能因涉及的脑细胞类型(海马体与纹状体)而异。然而,在他们进行的实验中观察到的大部分益处都来自于降低 HTT1a,这在设计 HD 疗法时应该予以考虑。总的来说,这表明未来的治疗如果能同时减少 HTT 和 HTT1a,或者专门针对人类的 HTT1a 进行设计,效果可能会最好。
摘要
- 在 HD 中,错误的 RNA 会产生全长亨廷顿蛋白和一种称为 HTT1a 的更短、毒性更强的版本,这会导致 HTT 毒性和症状发作。
- 在这项研究中,研究人员开发了 siRNA 疗法,降低了小鼠大脑中的 HTT 和 HTT1a 水平,减少了有毒蛋白质聚集,并改善了异常的 HD 基因活性。
- 针对 HTT1a 比针对全长 HTT 更有效。
- 总的来说,结果表明减少 HTT1a 至关重要,未来的疗法通过直接针对 HTT1a 或同时针对 HTT 和 HTT1a 可能会达到最佳效果。

