来自加州大学圣地亚哥医学院和路德维格癌症研究所的一组科学家们确定了一个可治疗肌萎缩侧索硬化症(ALS)和额颞变性的新策略,它可以对付这两种疾病的最常见遗传病因。ALS影响了控制自发肌肉运动的大脑区域和脊髓,而额颞变性是第二大最常见的痴呆症。
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这篇文章被发表在PNAS上。研究者们利用了一种名为反义寡核苷酸(ASOs)的基因片段,不仅抑制了导致ALS的有毒RNA的积累,而且不会影响与有毒RNA有着相同基因的正常RNA,这一ASOs选择性地降解了那些有毒的RNA。
这种新方法有希望治疗额颞变性,或称额颞痴呆(FTD)。这是一种以行为、性格、语言和运动技能改变为特征的疾病,也造成了大脑区域的退化。
2011年,科学家们发现,一个名为C9orf72的基因是导致ALS的最常见遗传病因。这是一种非常特殊的基因突变形式,它没有改变蛋白质,而是延长了RNA,使RNA序列出现了重复。
一个正常的C9orf72基因包含了不超过30个核苷酸重复单元——GGGGCC。然而,这一突变的基因可能包含了上百个这样的重复单元,从而产生了这些包含重复单元的毒性RNA。
文章的第一作者Clotilde Lagier-Tourenne说:“更显著的是,我们发现2个截然不同的RNA群,一个包含正向转录的RNAs,另一个包含反向的RNAs。”
研究人员还发现了伴随毒性RNA表达而发生水平改变的其他基因的表达谱。他们发现,降低正常成人神经系统中C9orf72基因的表达水平后并没有产生类似的表达谱,而证据表明,这些包含重复序列的RNA的毒性可以通过减少那些有毒RNAs的水平被解除。因此“这引导我们利用ASOs来靶向正义链。我们减少了有毒RNA的积累,纠正了基因的正义链。更重要的是,结果表明,我们可以在不影响编码C9orf72蛋白正常RNA的前提下除去有毒的RNA。这种对有毒RNA的选择性沉默是RNA沉默技术的一个必杀技,而现在事实证明我们可以实现它,”Lagier-Tourenne说。
然而,利用靶向正义RNAs的特殊ASO既没有影响到反义链,也没有纠正了基因表达改变的图谱。Lagier-Tourenne说:“要实现这一目的需要单独靶向反义链,或者同时靶向正义和反义链,,现在这已经成为一个关键问题。”
项目的第二领导者John Ravits说:“这种方法是激动人心的,因为它与两种神经退行性疾病有关。另外,我们的研究还证明了反义RNA的潜在作用,它们也可能成为一个治疗靶标。