[發明專利]Spy1基因及其表達蛋白在治療肌萎縮側索硬化中的用途

在審

• 申請號: 201910012673.1
• 申請日: 2019-01-07
• 公開（公告）號: CN109771667A
• 公開（公告）日: 2019-05-21
• 發明（設計）人: 豐宏林;王旭東
• 申請（專利權）人: 哈爾濱醫科大學
• 主分類號: A61K48/00
• 分類號: A61K48/00;A61K45/00;A61K9/51;A61K47/34;A61K47/42;A61P21/00;A61P25/00
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;馬鑫

本發明公開了Spy1基因及其表達蛋白在治療肌萎縮側索硬化中的用途。本發明通過體內實驗證實在SOD1G93A ALS小鼠中Spy1的表達明顯下降且與疾病的發生和發展密切相關，在神經元細胞中通過基因調控過表達Spy1基因，能夠通過抑制DNA損傷應答機制促進神經元的存活，提示高表達上述Spy1基因可治療肌萎縮側索硬化，本發明還公開了一種用于治療肌萎縮側索硬化的聚合物納米顆粒，通過給藥靶向受試者的腦和脊髓的運動神經元，用于治療肌萎縮側索硬化。本發明為肌萎縮側索硬化的預防和治療提供了新的技術手段。

技術領域

本發明涉及一種基因治療肌萎縮側索硬化的方法，特別涉及Spy1基因及其表達蛋白在治療肌萎縮側索硬化中的用途，本發明屬于神經生物技術領域。

背景技術

肌萎縮側索硬化(Amyotrophic Lateral Sclerosis,ALS),又稱“漸凍人癥”，是一種致命性的神經退行性疾病。主要累及上、下運動神經元，表現為進行性的肌無力和萎縮，平均生存期3-5年。最新的流行病學統計顯示，ALS的患病率約為每年每十萬分之五。大約有20％的家族性ALS與SOD1基因突變密切相關。目前研究認為， ALS的發病機制主要與RNA代謝紊亂、蛋白質穩態異常、線粒體功能障礙、氧化應激、興奮性氨基酸毒性、DNA損傷、膠質細胞病變及細胞內核質運輸障礙等有關。最新研究預計到2040年，全球ALS患者將在2015年(222801人)的基礎上增加 69％。

盡管ALS已經對人類的健康產生了越來越大的威脅，并給家庭和社會帶來了沉重的負擔，但到目前為止仍然沒有控制疾病的有效手段。FDA批準的第一個口服藥物利魯唑(Riluzole)，價格昂貴，且僅能延長患者生命約3-4個月；2017年FDA 最新批準的自由基清除藥物依達拉奉(Edaravone)，早期臨床研究仍存在爭議，且目前研究提示依達拉奉似乎不適用于所有類型的ALS患者。由于RNA或蛋白介導的毒性是ALS最常見的致病機制，因此通過基因治療的手段減少毒性的RNA或蛋白并通過調控基因表達來起到保護運動神經元的作用已經成為了目前研究的前沿。雖然人類的基因治療仍然處在初始階段，但一系列早期臨床試驗已經證實了這種治療手段的安全性和有效性。目前對于ALS的基因治療研究主要基于反義寡核苷酸 (ASOs)、腺病毒(AAV)/慢病毒(LV)載體以及間充質干細胞慢病毒載體系統。ASOs靶向SOD1的最新研究已經進入了I期臨床階段，研究表明SOD1ALS患者在鞘內給予3mgISIS333611沒有顯示出毒性和嚴重的不良反應；然而對ISIS33611的 I期試驗發現突變SOD1蛋白的含量并沒有減少，而改良的SOD1 ASO(BIIB067或IONIS-SOD1Rx)的I期臨床試驗目前正處于研究階段。在ALS/FTD患者iPSC(可誘導的多能干細胞)誘導的神經元中用ASOs靶向擴增的C9ORF72減少了毒性RNA的聚集和谷氨酸的毒性。最新研究表明，給予C9ORF72ALS小鼠側腦室注射ASOs 靶向C9ORF72重復擴增片段能夠減少RNA聚集和二肽重復蛋白并改善了與衰老相關的行為學表現。目前鞘內給予靶向C9ORF72的ASOs的1期臨床試驗(NCT03626012)正處于募集受試者階段。在ALS中以腺病毒/慢病毒為載體的基因治療目前主要以動物研究為主。多個研究小組的研究證實應用AAV/LV載體投遞 shRNA能夠通過敲減SOD1延長ALS G93A大鼠模型的生存期。肌內給予以AAV/LV 為載體的神經營養因子(GDNF、IGF-1和VEGF)，能夠延緩ALS SOD1-G93A大鼠的發病，改善其行為和運動功能并延長生存期，而通過直接靶向中樞神經系統的給藥方式，如側腦室注射、椎管內注射或小腦注射投遞這些以病毒為載體的神經營養因子也起到了部分挽救疾病表型和延長ALS大鼠生存期的作用。體外實驗以LV 為載體在細胞中表達抗氧化基因能夠減少氧化應激的水平促進細胞的存活。在ALS TDP43小鼠模型中以AAV為載體給予hUPF1基因治療能夠改善大鼠的前肢功能。此外，間充質干細胞治療方式也受到研究者的普遍關注，研究表明在SOD1-G93A 大鼠中移植用LV載體表達GDNF的人間充質干細胞，能夠對ALS SOD1-G93A大鼠的骨骼肌、運動神經元和神經肌肉接頭起到神經保護作用，并增加存活。另一項研究應用LV載體系統在人間充質干細胞中過表達VEGF和GDNF，能夠延長 SOD1-G93A ALS大鼠的生存期，維持脊髓前角運動神經元和神經肌肉接頭的功能。除此之外，在運動神經元疾病中基因治療已經取得突破性的進展，一種反義寡核苷酸藥物——Spinraza，目前已經獲得了FDA的批準用于治療脊肌萎縮癥(SMA)。