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Science子刊封面跨越血脑屏障的老年

2018-06-11 09:42:52

Science子刊封面:跨越血脑屏障的老年痴呆新药

生物通报道:中枢神经系统毛细血管的内壁上有一层特殊的细胞,它们被称为血脑屏障。这个屏障严格控制着进出大脑的大分子,允许大脑摄取营养物质和氧同时排出废弃物。血脑屏障是大脑抵御病原体和毒性物质的天然机制,不过药物分子也因此很难进入大脑,这个问题一直是治疗脑部疾病的最大挑战之一。

之前人们尝试了许多跨越血脑屏障的方法,比如利用纳米颗粒携带药物,通过导管直接将药物送入大脑,或者用超声脉冲将微泡推进大脑。然而,这些方法都没能广泛应用到疾病治疗中。

美国知名生物技术公司Genentech的神经生物学家Ryan Watts带领团队,尝试利用转铁蛋白(transferrin)突破血脑屏障,这种蛋白位于血管表面负责将铁转运到大脑中。研究团队构建了一个特殊的抗体,它的一端能松散结合转铁蛋白并由此进入大脑

Science子刊封面跨越血脑屏障的老年

。之后,抗体的另一端会靶标BACE1(β-secretase 1),一种生产β淀粉样蛋白的酶。这个抗体与BACE1的结合比转铁蛋白更加紧密,被拉入大脑之后它会关闭BACE1,阻止β淀粉样蛋白的生产。

Genentech早在2011年就曾测试过这个抗体,当时的结果非常理想。在表达人类BACE1的小鼠中,注射一次抗体就将脑部的淀粉样蛋白浓度减少了47%。但这一项目在2013年遭遇了挫折,研究人员发现这个抗体会攻击未成熟的红细胞,可能对人体有害。

现在,研究团队的最新成果登上了本期Science Translational Medicine杂志的封面。他们调整了抗体与转铁蛋白的结合强度,并对小鼠和食蟹猴(Macaca fascicularis)进行了测试。研究显示,这种抗体能够在动物脑部扩散,将β淀粉样蛋白减少50%以上,而且抗体并未影响猴子的血细胞。不过,猴子不会像人类那样发病或出现淀粉样蛋白斑块,因此这种抗体能否缓解灵长类动物的症状还有待确认。

“这一个非常巧妙的办法,”美国西北大学的分子生物学家Robert Vassar评论道。抗体与转铁蛋白的结合既不能太紧也不能太松,这一点非常关键。(延伸阅读:北大PNAS发表老年痴呆研究新成果)

BACE1是治疗阿尔茨海默症的热点靶标,包括默克、礼来和阿斯利康在内的制药公司都在研发靶标这个酶的小分子药物,许多已经进入了临床试验阶段。抗体的优势在于对肝脏等器官的毒性比小分子药物低,Vassar说。

Watts的研究团队正在进一步完善抗体的质量,以便开展临床试验。Watts补充道,这项研究说明结合转铁蛋白的抗体能够安全进入大脑。人们可以用这种抗体携带其他药物,比如靶标淀粉样蛋白本身的抗体crenezumab。这类药物目前在临床试验中的给药浓度很高,而转铁蛋白抗体能大大提高它们的效率和安全性。

生物通:叶予

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