羅徹斯特大學基因療法新突破 精準利用膠狀淋巴系統修復腦部
美國羅徹斯特大學的科學家開發出一種新的基因治療平台,它能利用人腦的膠狀淋巴系統,精準將治療基因送進腦部的膠質細胞,有望解決治療神經系統疾病時難以穿透血腦屏障的問題,並為多發性硬化症等多種疾病帶來新療法。
陳思妤
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美國羅徹斯特大學(University of Rochester)的研究人員開發出一個創新的基因治療平台,該平台利用人腦特有的膠狀淋巴系統(glymphatic system)來傳輸治療性基因至腦部各處。這項技術為治療多發性硬化症、亨丁頓舞蹈症(Huntington's disease)以及罕見兒童白質疾病等神經系統疾病,帶來新的治療潛力。
根據《自然-生物技術》(Nature Biotechnology)期刊的報導,此研究克服了神經醫學長期以來的一大挑戰:如何在穿過血腦屏障的同時,精準地將療法送達目標細胞,而不影響身體其他健康組織。研究團隊結合了特殊設計的腺相關病毒(AAVs)與利用腦部液體運輸途徑的遞送方法,成功地將治療基因廣泛地傳送至腦部,同時優先針對人類膠質細胞(glial cells,大腦中負責支持腦部功能、產生髓鞘並調節神經健康的細胞),並減少了對其他組織的暴露風險。
研究主持人,同時也是羅徹斯特大學醫學轉化神經醫學中心(University of Rochester Medicine Center for Translational Neuromedicine)共同主任史蒂夫·高德曼(Steve Goldman)博士指出,腦部基因治療(gene therapy,一種將特定基因導入細胞以治療或預防疾病的療法)面臨兩大障礙:一是如何選擇性且高效地將療法送入腦部,二是如何確保這些療法抵達正確的細胞。他強調,這項研究同時解決了這兩項挑戰。
高德曼博士表示,過去十年來,許多神經系統疾病都被發現與膠質細胞功能失調有密切關聯,這促使學界急需能夠安全有效遞送療法至這些細胞的工具。為此,研究人員改造了腺相關病毒5型(AAV5)的病毒載體庫,每個載體在外蛋白殼(capsid)上進行微小改變,使其能更有效地感染人類膠質細胞。他們在移植有人類膠質前驅細胞的小鼠模型中進行篩選,以確保選出的載體能強烈偏好針對人類膠質細胞。
此外,研究團隊將這些經過基因工程改造的載體與一種創新的遞送策略結合,利用腦部的膠狀淋巴系統。此系統是一個充滿液體的通路網絡,負責循環腦脊髓液以清除代謝廢物。研究人員將載體注射入位於腦部底部的腦池(cisterna magna)中,並配合高滲透壓處理,以增強載體被膠狀淋巴網絡吸收。這使得載體能在腦組織中廣泛分佈,同時避免了血腦屏障的限制,並降低了傳統全身性基因療法常見的肝臟毒性問題。
研究人員認為,這個平台對於涉及膠質細胞功能障礙的疾病,特別是影響腦部白質的兒童遺傳疾病,具有重要價值。高德曼博士強調,對於這些生物目標明確的疾病,若能將校正基因廣泛遞送至腦部,將有機會改變疾病進程。團隊也看好此技術未來應用於多發性硬化症、年齡相關白質流失、亨丁頓舞蹈症以及其他神經退化性疾病的潛力。目前,研究人員正探索利用人工智慧設計具有特定靶向特性的病毒殼體,以加速未來基因療法的開發。
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