許多癲癇患者對藥物的反應(yīng)不佳，其中一些人接受了侵入性的手術(shù)，并受到不可逆轉(zhuǎn)的神經(jīng)缺損風(fēng)險的限制。于是倫敦大學(xué)學(xué)院(UCL)神經(jīng)學(xué)教授、醫(yī)學(xué)博士Dimitri Michael Kullmann，多年來一直在尋找一種治療神經(jīng)發(fā)育和神經(jīng)精神障礙(如癲癇)影響的神經(jīng)元的方法。現(xiàn)在，治療癲癇的基因治療方案可能已經(jīng)找到了。最近發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的一篇研究文章中，博士Yichen Qiu領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊提出了一種基因治療策略，可以降低過度活躍的神經(jīng)元的興奮性，并在小鼠和人類迷你大腦的癲癇模型中進(jìn)行了測試?；贏AV的基因治療方法,通過利用生化信號來降低神經(jīng)元的興奮性，這些信號增加了對癲癇相關(guān)活動的反應(yīng)，從而在不干擾正常行為的情況下產(chǎn)生持續(xù)的抗癲癇效果。這些結(jié)果表明，活性依賴基因療法是一種有希望的按需細(xì)胞自主治療腦回路疾病的方法。倫敦大學(xué)學(xué)院副教授Gabriele Ligani博士，提議使用直接早期基因(IEGs)的啟動子來標(biāo)記神經(jīng)元。因此，倫敦大學(xué)學(xué)院的研究團(tuán)隊創(chuàng)建了一個結(jié)構(gòu)，其中cFos啟動子驅(qū)動工程鉀通道(EKC)的表達(dá)，當(dāng)過度表達(dá)時，降低神經(jīng)元興奮性和突觸神經(jīng)遞質(zhì)的釋放。
所有行為實驗的示意圖
Kullmann說，使用IEGs的情況下，如果癲癇消失，轉(zhuǎn)基因表達(dá)將下降到基線狀態(tài)，然后回到基態(tài)，就好像神經(jīng)元沒有被修改過一樣，這是一種減輕對大腦不可逆操縱的擔(dān)憂的方法，但是對于參與癲癇發(fā)作的神經(jīng)元，這種方法不知道是它們觸發(fā)了癲癇發(fā)作，還是下游神經(jīng)元傳播了癲癇。
在視皮層注射AAV9 CaMKII-dsGFP和cfos-dsGFP，局部注射匹羅卡品誘導(dǎo)急性癲癇發(fā)作
最初的癲癇發(fā)作無法避免，實際是為了防止下一次癲癇發(fā)作。因為當(dāng)癲癇發(fā)作時，這些IEGs啟動的動態(tài)范圍與神經(jīng)元極其強(qiáng)烈的活動有關(guān)。IEGs會持續(xù)超過半小時，而典型的癲癇發(fā)作持續(xù)時間不到半小時。
倫敦大學(xué)學(xué)院的研究人員通過許多不同的、復(fù)雜的行為測試證明，這種方法是針對參與病理網(wǎng)絡(luò)活動的神經(jīng)元的，但也有時間限制，因為只有在神經(jīng)元過度活躍時，轉(zhuǎn)基因表達(dá)才會持續(xù)。在慢性癲癇模型中，基因治療方法比先前報道的使用結(jié)構(gòu)啟動子或廣泛使用的抗癲癇藥物的方法，基因治療方法抗癲癇的效果更好，并且對正常行為沒有有害影響。
活性依賴性基因療法示意圖
Yichen Qiu認(rèn)為，雖然現(xiàn)在已經(jīng)收集了一些非常好的數(shù)據(jù)，表明沒有行為脫靶效應(yīng)，但是從現(xiàn)在的情況來看，要使這種基因療法進(jìn)入臨床，還有很長的路要走。與臨床轉(zhuǎn)化相關(guān)的另一個問題是交付。鑒于活性依賴基因療法的組成部分是典型的哺乳動物遺傳元素，包裝在一種已經(jīng)在臨床中使用的耐受性良好的病毒載體中，因此有一個相對直接的途徑進(jìn)行首次人類研究。此外，Kullmann還提出了病毒載體如何到達(dá)正確的神經(jīng)元。因為老鼠的大腦很小，只要注射一次，就能得到很好的覆蓋。這對人類來說是一個挑戰(zhàn)，但這并沒有阻止人們使用類似的病毒載體來治療其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病。越來越多的人知道如何讓這些AAV進(jìn)入人腦。這將是一次激動人心的旅程。
