俄勒冈健康与科学大学(OHSU)研究人员利用近原子级成像技术,找到"脑火"病症的有希望靶点。
OHSU神经科学家埃里克·古奥(Eric Gouaux,左)和金俊辉(Junhoe Kim)正在审阅NMDA受体的详细表示图,该图源自冷冻电子显微镜图像,揭示了受体上可能成为治疗致残性脑炎有希望靶点的区域。图片来源:OHSU/Christine Torres Hicks
科学家已确定一个有希望的治疗靶点,用于应对一种影响大脑的毁灭性自身免疫疾病。
这一发现可能推动开发针对该疾病的新疗法,该疾病由对大脑关键神经递质受体NMDA受体的攻击引发。同时,它还为开发血液检测方法提供了可能,以早期发现病症信号并利用现有疗法进行更及时的治疗。
该病症最广为人知的是通过畅销自传及2016年电影《脑火》。它被视为一种罕见疾病,每年影响约百万分之一人口,主要累及20至30岁人群。
该病症由针对大脑NMDA受体的自身免疫攻击触发,部分由抗NMDA受体自身抗体介导,其特征包括认知功能变化、严重记忆丧失、癫痫甚至死亡。
在今日发表的研究中,研究人员确定了NMDA受体亚基上的特定结合位点,若能成功阻断这些位点,可能逆转疾病进展。论文第一作者、OHSU沃伦研究所(Vollum Institute)博士后研究员金俊辉(Junhoe Kim, Ph.D.)分析了OHSU先前为研究目的构建的小鼠模型中的抗NMDA受体自身抗体,随后将其与从患者体内分离的相同自身抗体图像进行比对。
小鼠模型中的结合位点位置与患者中的位置一致。
"我们拥有非常坚实的证据,因为金俊辉确定的自身抗体结合位点与人类样本中的位点重叠,"资深作者、沃伦研究所高级科学家兼霍华德·休斯医学研究所(Howard Hughes Medical Institute)研究员埃里克·古奥(Eric Gouaux, Ph.D.)表示,"我们现在将这一区域视为疾病至少一个组成部分的基础相互作用的真正热点。"
金俊辉表示,研究人员大致知道搜索方向。
"从先前研究中,人们已知抗体可能结合的位置,"他说,"但我们从小鼠疾病模型中收集了完整的原生自身抗体组,并阐明了它们在受体上的具体结合位置。"
他们利用位于OHSU南滨校区的太平洋西北冷冻电镜中心(Pacific Northwest Cryo-EM Center)的近原子级成像技术取得这一发现,该中心是美国三大尖端成像技术国家中心之一,由OHSU与太平洋西北国家实验室(Pacific Northwest National Laboratory)联合运营,并由美国国立卫生研究院(NIH)资助。
"几乎所有抗体都结合到受体的单一结构域上,而这一部分恰好是受体中最易靶向的区域,"古奥表示,"这实际上是一个令人兴奋的成果。"
合著者、沃伦研究所神经学家兼高级科学家加里·韦斯特布鲁克(Gary Westbrook, M.D.)表示,这一发现可能为制药公司铺平道路,开发能特异性靶向致病结合位点的治疗药物。他表示,当前涉及免疫抑制的疗法并非总有效,患者可能复发。
"绝对需要更特异性的方法,"他说。
除金俊辉、古奥和韦斯特布鲁克外,合著者还包括OHSU的法尔扎德·贾拉利-亚兹迪(Farzad Jalali-Yazdi, Ph.D.)和布赖恩·琼斯(Brian Jones, Ph.D.)。
本研究得到韩国国家研究基金会(award RS202400334731)、美国国立卫生研究院下属国家心理健康研究所和国家神经疾病与中风研究所(award numbers F32MH115595、R01NS117371和R01NS038631)、霍华德·休斯医学研究所以及Jennifer and Bernard LaCroute的资助。研究内容仅由作者负责,不一定代表NIH的官方观点。
OHSU所有涉及动物受试者的研究必须经大学机构动物护理和使用委员会(Institutional Animal Care and Use Committee, IACUC)审查和批准。IACUC的首要任务是确保动物研究受试者的健康与安全,同时审查程序以保障操作人员的安全。IACUC对所有动物研究提案进行严格审查,确保其具有科学价值并证明使用活体动物的合理性。
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