Science/Cell連發(fā):新型特洛伊木馬療法特異性降解Tau蛋白
引言
阿爾茨海默?。ˋD)屬于神經(jīng)退行性疾病的一種,嚴(yán)重影響大腦思維、認(rèn)知與記憶功能,對家庭和社會產(chǎn)生了深遠(yuǎn)和嚴(yán)重的負(fù)擔(dān)。
《中國阿爾茨海默病報告2024》指出,2021年我國現(xiàn)存的AD及其他癡呆患病人數(shù)為16990827例(將近1700萬),患病率、死亡率略高于全-球平均水平,且隨著年齡增加不斷上升?;颊叽嬖谛詣e差異,女性的患病率和死亡率約為男性的1.8倍。
阿爾茨海默病的精準(zhǔn)診斷和治療是當(dāng)前衰老研究的重要領(lǐng)域。目前臨床上已有AD患者的常規(guī)CSF的β淀粉樣蛋白(Aβ)、總蛋白(T-tau)和磷酸化蛋白(P-tau)檢測。FDA已批準(zhǔn)兩款靶向Aβ單抗藥物用于治療早期阿爾茨海默病患者。但是靶向Tau的藥物尚未獲批。
SignalChem Biotech(義翹神州全資子公司)提供包括Tau-441及其突變體在內(nèi)的多種優(yōu)質(zhì)重組Tau蛋白和磷酸化Tau蛋白,全力支持Tau蛋白在神經(jīng)退行性疾病中的研究。
01AD與蛋白聚集體
眾所-周知,在阿爾茨海默病患者的大腦神經(jīng)元中,存在兩種錯誤折疊并聚集的蛋白質(zhì):β-淀粉樣蛋白(Aβ)和Tau蛋白。這兩種蛋白聚集體是AD患者診斷標(biāo)志物,同時也被認(rèn)為是推動AD發(fā)展的關(guān)鍵兇手,因此靶向清除這些蛋白是AD治療開發(fā)的重要策略。
FDA先后與2023年和2024年7月批準(zhǔn)2款治療的單抗藥物:侖卡奈單抗(Lecanemab)和多奈單抗(Donanemab),靶向Aβ。單抗能夠減少大腦中的淀粉樣β斑塊,進(jìn)而減緩患者認(rèn)知能力的減退,延緩幅度達(dá)到25%至35%。藥物雖然無法治-愈AD,但能夠減緩疾病進(jìn)程,提高患者的生活質(zhì)量。
靶向清除Tau蛋白聚集挑戰(zhàn)性更大。
高度磷酸化的Tau蛋白(p-tau)組成的神經(jīng)纖維纏結(jié)是AD的標(biāo)志性病理之一。Tau蛋白纏結(jié)主要形成與神經(jīng)細(xì)胞內(nèi),治療性抗體難以進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。而其他靶向細(xì)胞內(nèi)Tau蛋白的策略,如反義寡核苷酸(ASO),在早期臨床試驗(yàn)中有效減少細(xì)胞內(nèi)Tau蛋白,但是它們作用于大腦內(nèi)所有的Tau蛋白,會清除健康的Tau。
Tau蛋白發(fā)揮穩(wěn)定微管的作用,是神經(jīng)元發(fā)揮功能必-不可少的。近期的研究還發(fā)現(xiàn),Tau蛋白是阻止AD發(fā)生的關(guān)鍵成分,可有效幫助神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞清除毒性的脂質(zhì),減少對神經(jīng)元的損傷。只有當(dāng)Tau蛋白發(fā)生異常磷酸化,不斷聚集并形成纖維纏結(jié)時,才會成為生成AD的“兇手”。
02新型特洛伊木馬療法:特異清除Tau蛋白纏結(jié)
近期,劍橋大學(xué)的研究人員接連在Cell和Science發(fā)表文章,開發(fā)了兩種利用TRIM21蛋白精準(zhǔn)清除Tau蛋白聚集體的AD新療法:
1) 捕獲Tau蛋白聚集體的工具—TRIM21
兩篇文章所提到的靶向Tau聚集體的新技術(shù)均利用了TRIM21蛋白,此蛋白在2010年由 MRC LMB 的Leo James博士實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn),最初研究表明其在免疫系統(tǒng)應(yīng)對病毒入侵過程中發(fā)揮重要作用。當(dāng)病毒入侵機(jī)體后,在細(xì)胞外機(jī)體產(chǎn)生的抗體與病毒結(jié)合。這些結(jié)合了抗體的病毒進(jìn)入細(xì)胞時,會被TRIM21識別并標(biāo)記為垃圾,進(jìn)而被細(xì)胞內(nèi)蛋白酶體消滅。
2023年該團(tuán)隊(duì)在Science發(fā)文,利用TRIM21蛋白的獨(dú)-特優(yōu)勢,可以用于破壞與阿爾茨海默病相關(guān)的Tau蛋白聚集物。將結(jié)合病毒的抗體替換為結(jié)合Tau蛋白的抗體,TRIM21被重新定向,從而使Tau蛋白聚集體被蛋白酶體破壞。值得一提的是,TRIM21蛋白的“RING”結(jié)構(gòu)域,只有當(dāng)兩個或更多TRIM21蛋白質(zhì)聚集在一起時才會被激活。因此,只有當(dāng)TRIM21蛋白質(zhì)與相鄰的聚集Tau蛋白質(zhì)結(jié)合時,才會激活并標(biāo)記以供破壞。
基于此,特洛伊木馬療法被提出并驗(yàn)證。
2)兩種靶向Tau蛋白的特洛伊木馬療法
Science報道新型RING-nanobody療法,將結(jié)合Tau蛋白的納米抗體與TRIM21-RING融合,當(dāng)Tau蛋白形成聚集體時,TRIM21-RING被激活,從而誘導(dǎo)聚集體降解。
Cell報道新型RING-Bait療法,將TRIM21-RING與Tau蛋白本身相連接。連接RING的Tau蛋白充當(dāng)誘餌,蛋白聚集體將其納入,TRIM21的RING也隨之被納入。一旦向聚集體中添加多個“RING-Bait”,它們就會被激活,導(dǎo)致整個聚集體被破壞。
研究人員認(rèn)為Tau蛋白聚集體隱藏在腦細(xì)胞內(nèi),很難被降解?;赥RIM21的新療法可以直接在細(xì)胞內(nèi)遞送,因此可以降解Tau蛋白聚集體,還不影響健康的Tau蛋白。
RING-Bait治療后13小時,細(xì)胞內(nèi)的Tau蛋白聚集體顯著減少
RING-Bait能夠改善小鼠的行走能力。
在Tau蛋白疾病的小鼠模型中,接受RING-Bait療法后,它們的神經(jīng)退行性疾病癥狀進(jìn)展減緩,運(yùn)動功能得到顯著改善。治療組小鼠的步態(tài)得到了顯著改善(下圖橙色),而安慰劑組小鼠保持了較差的步態(tài)(下圖紫色)。
03助力攻克AD等神經(jīng)疾病
特洛伊木馬療法的提出為AD等神經(jīng)疾病的治療研究提供了新的方向和希望。高效清除磷酸化的Tau蛋白是研究阿爾茨海默癥治療策略的關(guān)鍵,未來仍需要科研人員的不斷探索,全面攻克AD等神經(jīng)疾病。
SignalChem Biotech(義翹神州全資子公司)已成功開發(fā)Tau-441及其突變體的多種優(yōu)質(zhì)重組蛋白和磷酸化Tau蛋白,助力多個實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行AD檢測和治療技術(shù)的開發(fā)。比如助力瑞典隆德大學(xué)Kaj Blennow、Oskar Hansson及其團(tuán)隊(duì)十多項(xiàng)研究論文。
SignalChem Biotech是全-球激酶蛋白重要供應(yīng)商,專注于研究、開發(fā)和生產(chǎn)高質(zhì)量酶類蛋白產(chǎn)品。SignalChem Biotech已成功開發(fā)1100多種具有生物活性的激酶蛋白,覆蓋90%以上的人類激酶組,其中包括400多種臨床相關(guān)的激酶突變體。
免責(zé)聲明:義翹神州內(nèi)容團(tuán)隊(duì)僅是分享和解讀公開的研究論文及其發(fā)現(xiàn),專注于介紹全-球生物醫(yī)藥研究新進(jìn)展。本文僅作信息交流用,文中觀點(diǎn)不代表義翹神州立場。隨著對疾病機(jī)制研究的深入,新的實(shí)驗(yàn)結(jié)果或結(jié)論可能會修改或推-翻文中的描述,還請大家理解。
本文不屬于治療方案推薦,如需獲得治療方案指導(dǎo),請前往正規(guī)醫(yī)院就診。
【參考文獻(xiàn)】
1. 王剛等. 中國阿爾茨海默病報告2024. 診斷學(xué)理論與實(shí)踐, 2024, 23(03): 219-256.
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4. 4. Mukadam AS, et al. Cytosolic antibody receptor TRIM21 is required for effective tau immunotherapy in mouse models. Science. 2023. doi: 10.1126/science.abn1366.
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