微肌营养不良蛋白和全长肌营养不良蛋白在治疗杜氏肌营养不良症 (DMD) 中发挥着至关重要的作用。杜氏肌营养不良症是一种导致进行性肌无力的遗传性疾病。虽然全长肌营养不良蛋白是 DMD 患者所缺失的蛋白质,但微肌营养不良蛋白疗法正逐渐成为一种有前景的替代疗法,为 DMD 患者带来潜在益处。
肌营养不良蛋白基因拥有79个外显子(即为细胞提供制造蛋白质指令的DNA片段),是人体中最大的基因。目前,由于肌营养不良蛋白基因的大小以及用于将转基因转移到细胞中的载体的尺寸较小,因此无法将完整的肌营养不良蛋白基因递送到细胞中。为了构建功能更短的蛋白质,研究人员构建了微型肌营养不良蛋白转基因,以保留必要的遗传信息。——阅读更多: 肌营养不良蛋白基因:功能、疾病和治疗进展
目录
微肌营养不良蛋白的机制
导致杜氏肌营养不良症的肌营养不良蛋白基因突变会导致功能性肌营养不良蛋白合成几乎或完全停止。将肌营养不良蛋白基因的功能性拷贝提供给肌肉细胞,使其能够开始产生肌营养不良蛋白,是杜氏肌营养不良症的一种可能治疗方法。这正是使用基因治疗产品替代细胞的理念。
通过引入转基因(即DNA指令,指导身体制造蛋白质)可以启动缺失蛋白质的生成。患有杜氏肌营养不良症且携带多种基因变异的患者有望选择使用微抗肌萎缩蛋白进行基因治疗,因为它取代的是基因,而不是纠正基因缺陷。
微肌营养不良蛋白转基因
将转基因递送到细胞中所需的载体或转运蛋白太小,无法包装完整的抗肌萎缩蛋白基因(而产生全长抗肌萎缩蛋白是必需的),这对现有的基因替换技术是一个重大障碍。因此,研究人员开发了所谓的“微抗肌萎缩蛋白转基因”。这些“微抗肌萎缩蛋白转基因”可以指示细胞产生截短但有功能的蛋白质。
贝克尔型肌营养不良症中的微肌营养不良蛋白
在某些贝克型肌营养不良症患者中观察到的功能性但截短的肌营养不良蛋白,启发了这些微肌营养不良蛋白的发明。尽管这些微肌营养不良蛋白与某些贝克型肌营养不良症患者体内产生的蛋白质相似,但很难将接受微肌营养不良蛋白基因替换的杜氏肌营养不良症患者与贝克型肌营养不良症患者进行比较。这是因为这些患者自出生以来,所有肌肉细胞中都在产生这些蛋白质。贝克型肌营养不良症患者不太可能从微肌营养不良蛋白的基因治疗中获益,也不适合接受微肌营养不良蛋白的基因治疗,因为他们通常会自行产生一种微小的、半功能的肌营养不良蛋白。——阅读更多: DMD 和 BMD 之间有什么区别?
微肌营养不良蛋白的挑战
蛋白质的缩短带来了新的难题。例如,这些微肌营养不良蛋白需要排除构成肌营养不良蛋白基因的众多外显子。肌营养不良蛋白在体内的众多重要功能之一是稳定肌肉细胞膜。肌营养不良蛋白与肌肉细胞膜上许多其他有益蛋白之间的相互作用,使细胞膜稳定。
尽管研究人员竭尽全力谨慎选择哪些片段被纳入,但肌营养不良蛋白基因中某些与其他蛋白质相互作用的片段最终会在微肌营养不良蛋白转基因中缺失。因此,拥有微肌营养不良蛋白的益处不如拥有全长肌营养不良蛋白,但这可能仍然比没有肌营养不良蛋白要好。
关于微肌营养不良蛋白的未知答案
肌肉细胞能够持续产生微抗肌萎缩蛋白多久,或者转基因的持久力如何,是微抗肌萎缩蛋白基因替换过程中的另一个未知数。个体的DNA不会整合转基因。
动物研究已经完成,但为了确定转基因在细胞中停留多长时间,我们必须评估其在人类体内的持久性。
有几个因素可能会影响耐久性。例如,稀释可能导致转基因丢失。随着年龄的增长,人体会比年轻时增长更多的肌肉。微抗肌萎缩蛋白转基因或蛋白质可能不存在于新形成的肌肉细胞中,这可能导致它们表现得像正常的营养不良肌肉。
肌肉损伤可能是影响药物持久性的另一个因素。携带微抗肌萎缩蛋白转基因的细胞可能会因消耗或损伤肌肉的体力活动而丢失。了解药物的持久性以及确定是否需要以及何时需要重新给药,将取决于对接受微抗肌萎缩蛋白基因替代治疗的患者进行监测。
覆盖所有细胞的问题
同样重要的是要记住,微肌营养不良蛋白只能由携带转基因的活肌细胞产生。这意味着微肌营养不良蛋白转基因对任何已被纤维化或脂肪取代的肌肉组织无效。随着越来越多处于不同疾病阶段的患者接受微肌营养不良蛋白基因治疗,人们将发现是否有最佳时机应用这种特定的基因替代技术。
微肌营养不良蛋白与CK、AST、ALT的关系
微肌营养不良蛋白基因治疗是否会将 CK、AST 和 ALT 降低至正常水平? EMBARK 三期随机试验结果显示,delandistrogene moxeparvovec (Elevidys) 的 CK、ALT 和 AST 未降至可接受的正常水平。—— 阅读更多: EMBARK 3期随机试验