一项由弗朗西斯-克里克研究所和伦敦大学学院(UCL)的研究人员合作完成的研究成果,于2024年10月4日在《科学》(Science)期刊上发表。这篇题为“Creation of de novo cryptic splicing for ALS and FTD precision medicine”的论文介绍了一种创新的DNA分子设计方法,通过引入所谓的“隐形斗篷”序列,使DNA信息在健康细胞中被屏蔽,而在特定患病细胞中则能够被读取和执行。这一技术有望为肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)和额颞叶痴呆症(FTD)等神经退行性疾病提供更为精确和安全的治疗手段。
#### 研究背景与目标
ALS是一种导致瘫痪的神经退行性疾病,目前尚无根治方法。治疗ALS和其他神经退行性疾病的一大挑战在于,如何特异性地针对患病细胞进行干预,而不影响那些健康的功能正常的细胞。研究人员发现,患者体内真正受影响的细胞占比极低,因此开发一种能够精确识别并作用于这些细胞的技术至关重要。
#### 技术原理
研究团队围绕一种名为TDP-43的蛋白质展开研究。在健康细胞中,TDP-43位于细胞核内,协助细胞正确地剪接mRNA,从而保证遗传信息的准确传递。但在患病细胞中,TDP-43的异常定位导致其无法履行正常职责,进而影响了细胞功能。
研究人员利用人工智能预测工具设计了特殊的DNA序列,这些序列在健康细胞中表现为“隐形斗篷”,阻止信息的传递;而在患病细胞中,由于TDP-43的异常,这些信息则能够被正确读取。通过这种方式,基因治疗的有效载荷仅在患病细胞中被激活,从而提高了治疗的安全性和有效性。
#### 未来展望
这项技术不仅为ALS和FTD的治疗带来了新的希望,也可能应用于其他类型的疾病,如癌症和心脏病等。精准医疗的目标是针对特定人群中的病变细胞实施个性化治疗,而这项研究通过锁定TDP-43蛋白的功能障碍,展示了如何在不影响健康细胞的前提下,实现对病变细胞的选择性治疗。
研究人员还指出,该技术除了用于治疗外,还可作为研究工具,帮助科学家更准确地识别和研究患病细胞,从而加速药物开发进程。然而,要将这一技术转化为临床应用,还需要经过详尽的临床前研究来验证其安全性和有效性。
这一发现代表了向精准医学迈进的重要一步,为神经退行性疾病的治疗开辟了新的可能性。