难治性疾病的基因治疗进展

东京的研究人员在一种用于大脑和中枢神经系统疾病的基因治疗递送方法以及用于肠道的再生医学方面取得了突破性进展。

日本东京医科和牙科大学(TMDU)神经病学和神经科学系教授横田孝则解释说，十多年来，一种涉及短串碱基对的基因疗法被称为反义寡核苷酸(ASOs)，已被用于阻止我们身体RNA产生某些蛋白质。

然而，aso会带来许多挑战，包括不必要的副作用和体内交付的问题，他说。因此，虽然许多ASO疗法已经获得了美国食品和药物管理局以及欧洲药品管理局的批准，但它们往往被其他治疗模式所掩盖。

横田的团队研究了改善ASOs靶向神经退行性疾病的方法，如阿尔茨海默氏症和帕金森病，以及中枢神经系统疾病，这些疾病会导致运动神经元的丧失和进行性肌肉萎缩。

横田解释说，ASOs由几十个碱基对组成的单链，排列顺序与目标RNA相反，使它们能够与目标RNA结合。但是让ASOs通过大脑和脊髓的自然屏障进入中枢神经系统一直很困难。例如，毛细血管内的血脑屏障在很大程度上起到了高度极性分子的看门人的作用。

强度和效果

横田在2015年带领的团队¹开发了一种新技术来解决传递和效果强度的限制，使用称为异双工寡核苷酸(HDOs)的分子。

hdo由ASO DNA和互补的RNA链组成。互补链与胆固醇或生育酚结合，这些脂质结构被认为有助于HDO通过细胞膜。2021年，横田的团队证明了互补链随后被裂解²一旦进入细胞，释放亲本ASO链，它可以阻止目标rna的蛋白质表达。

同年，横田的团队发表了一篇关于HDOs与胆固醇结合的有效性的论文^3.．他说:“在实验动物中，我们发现胆固醇结合的HDO不同于胆固醇结合的ASO，在皮下或静脉注射后通过血脑屏障有效地到达中枢神经系统。”

动物研究表明，HDOs可以分布在大脑、脊髓和附近组织中，并抑制四种靶基因的表达高达90%，而与胆固醇相关的单链ASOs的效果有限。靶向基因表达减少在神经元和微神经胶质细胞中最大，这些细胞在中枢神经系统中起积极免疫防御作用。

Yokota说，虽然大剂量静脉注射会带来副作用的风险，如血小板计数降低和局部脑坏死，但这些问题可以通过将注射分为两组或使用皮下注射来消除。此外，研究人员证实，这一结果并没有破坏血脑屏障的完整性。

横田说，该团队的计划是改进hdo的基本设计，并将该技术应用于更多疾病。“我们一直在与一些大型制药公司合作，将HDOs应用于阿尔茨海默氏症和帕金森症，以及癌症、传染病、朊病毒疾病和精神疾病，如精神分裂症。”

微型器官移植

2022年早些时候，TMDU的另一个团队对一名溃疡性结肠炎患者进行了他们认为是第一个案例研究类器官移植，溃疡性结肠炎是一种导致肠道慢性炎症的疾病。研究人员从患者自身肠道的健康区域培养出类器官——微小的、自组织的、来源于干细胞的三维组织培养物，然后将它们重新移植到病变区域，在那里类器官可以产生新鲜组织。

几十年来，再生医学领域的专家一直专注于开发类器官，首席研究员、消化病学和肝脏病学教授Ryuichi Okamoto解释说。尽管它们的体积很小，但类器官可以在实验室中复制器官的大部分复杂性。“但这是我们所知道的类器官的第一个临床应用，”他说。

冈本解释说，治疗某些消化道疾病的一个重大挑战是肠道内壁的愈合。他的团队认为类器官是一种可能的解决方案。

在案例研究中，研究小组从患者健康的结肠粘膜中收集肠干细胞，并培养约一个月。它们形成了直径只有0.1到0.2毫米的球状类器官。类器官在一种果冻中培养，放在培养皿中，并保存在无菌实验室中。

然后使用内窥镜将类器官移植到患者的结肠中——这是一种微创手术。在之前使用这种方法对小鼠进行的实验中，研究小组证实，肠道粘膜在大约一个月内再生⁴．然而，尚未收集到来自人类受试者的全面证据。

冈本的团队现在正在试验将类器官移植到另外8名患者身上。幸运的话，这可能会导致开发溃疡性结肠炎新疗法的项目，并有可能导致针对其他消化道疾病(如克罗恩病)的类有机疗法。

冈本说:“我们现在正处于一个新时代的风口浪尖。”“在10到20年内，也许我们甚至可以替换整个器官。”