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TDP-43研究:剪接修复恢复丢失的突触信号

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论文描述的问题

TDP-43是一种通常维持某些RNA转录本正常的蛋白质。当它从细胞核中消失时——如大多数ALS病例和约半数额颞叶痴呆病例中那样——神经元不会立即死亡。11月11日发表在《自然》上的一项研究报告称,它们进入作者所称的"退变前状态":细胞保持形状和连接,但突触处释放神经递质的机制停止正常运作。

这一发现之所以重要,是因为它将靶点前移。如果神经元仍然存活但沉默,就存在一个窗口期,恢复信号可能恢复功能,而不是试图重建已经消失的细胞。

一个剪接错误造成大部分损伤

崩溃主要追溯到UNC13A基因中的一个单一事件。TDP-43通常阻断该基因内部的一个隐藏剪接位点。没有这种蛋白质,细胞读取一个隐蔽外显子,产生的UNC13A蛋白被截短且不稳定。UNC13A是使突触囊泡准备融合的启动机制的一部分,因此在其缺失时,传递在任何细胞死亡出现之前就已减弱。

该团队设计了剪接转换反义寡核苷酸——短修饰DNA链,结合RNA并隐藏隐蔽剪接位点。应用于人类皮层和脊髓运动神经元以及人源化小鼠模型时,这些分子纠正了剪接并提高了UNC13A蛋白水平。

恢复的表现

测量是电生理的。接受治疗的神经元恢复了自发和诱发的突触囊泡释放,单个突触的释放概率趋于正常,更广泛的网络重新同步放电。这些是患者最先失效的功能,且可在培养皿中测量,为药物开发者提供了可用的检测方法。

UNC13A已是经过遗传学验证的靶点:增加隐蔽外显子包含的常见变异会提高ALS风险。包括企业主导的努力在内的多个项目正在将类似寡核苷酸推向试验。这篇论文增加了直接证据,表明修复那一个剪接位点足以恢复人类神经元的传递——至少在实验室中如此。

仍未知的

携带人源化基因片段的小鼠不是ALS患者。该研究未显示效果是否持久、是否以有用剂量到达脊髓运动神经元,或是否改变生存期。对于任何靶向中枢神经系统的寡核苷酸,递送仍是难点,人类的给药间隔仍在研究中。这一结果是强有力的机制论证,而非治疗方法。

来源: Nature