引言帕金森氏病(PD)是一种使人衰弱的神经退行性疾病,具有特征性运动障碍,包括刚度,静止震颤和胸肌。许多患者还患有胃肠道症状,例如便秘,通常在特征运动缺陷之前10年或更长时间(1)。PD的病态标志是细胞内蛋白质夹杂物,填充了α-突触核蛋白的纤维化形式,它们在大脑和周围神经系统中均积累。在PD的多巴胺能神经元中,称为Lewy身体的包含物与神经元脆弱性和变性有关(2,3)。贯穿大脑,通常在兴奋性神经元和其他神经元亚型的突触前末端发现α-突触核蛋白,在内吞作用和突触囊泡功能中起作用(4)。 在α-突触核蛋白基因(SNCA)(例如A53T和A30P)以及SNCA基因座的乘法中可能引起家族性PD(5,6)。 α-突触核蛋白蛋白的显着特征之一是将汇总成β-薄片 - 富含蛋白质原纤维的内在能力,这些能力对硫非激素等淀粉样蛋白染料具有很高的亲和力(7-9)。 这些α-突触核蛋白原纤维具有提议的能力,可以在假设的prion样级联反应中扩散相互联系的细胞(10-13)。 转移的α-突触核蛋白可能会在受体细胞中募集天然α-突触核蛋白,从而播种额外的凝结物(14-16),可以形成较大的原纤维和夹杂物(17、18)。 α-突触核蛋白RT Quic分析在DuodeNal活检中证明了PD患者但没有健康对照组的播种活性(20)。贯穿大脑,通常在兴奋性神经元和其他神经元亚型的突触前末端发现α-突触核蛋白,在内吞作用和突触囊泡功能中起作用(4)。在α-突触核蛋白基因(SNCA)(例如A53T和A30P)以及SNCA基因座的乘法中可能引起家族性PD(5,6)。α-突触核蛋白蛋白的显着特征之一是将汇总成β-薄片 - 富含蛋白质原纤维的内在能力,这些能力对硫非激素等淀粉样蛋白染料具有很高的亲和力(7-9)。这些α-突触核蛋白原纤维具有提议的能力,可以在假设的prion样级联反应中扩散相互联系的细胞(10-13)。转移的α-突触核蛋白可能会在受体细胞中募集天然α-突触核蛋白,从而播种额外的凝结物(14-16),可以形成较大的原纤维和夹杂物(17、18)。α-突触核蛋白RT Quic分析在DuodeNal活检中证明了PD患者但没有健康对照组的播种活性(20)。通过新开发的种子聚集试验(包括蛋白质错误折叠的循环扩增和实时Quaking诱导的转换(RT-QUIC)ASSAINS(19),在PD中的存在和脑脊液中的α-突触蛋白原纤维和脑脊液的温度活性已被令人信服地证明。在该测定中触发活性的α-突触核蛋白种子的起源尚不清楚。在大鼠模型中,人们认为触发α-突触核蛋白的病理积累的种子可能起源于神经元和大脑,并落入肠道或肠道中的某个地方并升入大脑(21)。
帕金森氏病(PD)是一种流行的神经退行性疾病(NDD),影响了数百万个个体。PD的发病机理围绕α-突触核蛋白(α-Syn),这是一种关键蛋白,其聚集显着影响疾病进展。尽管现有治疗方法主要集中于通过靶向多巴胺能系统来管理运动症状,但它们经常忽略其他非运动症状。PD发病机理的复杂性质有助于疾病分析中的挑战,并阻碍了有效的PD治疗的发展。近年来,利用免疫疗法方法的各种新型疗法在临床前动物模型中表现出了希望。在NDD中,免疫疗法旨在抵消蛋白质积累的有害作用,通过中和有毒物种并有助于消除。已经为PD和相关的突触核疾病设计了许多主动治疗(AI)和被动免疫疗法(PI)策略,其中许多目前正在临床试验中。尽管在动物模型中表现出了显着的成功,但在临床试验的晚期阶段,免疫疗法遇到了大量挫折,除lecanemab以外,该emab靶标针对阿尔茨海默氏病(AD)的淀粉样蛋白β(Aβ)(AD),最近也获得了食品和药物管理局(FDA)的批准。缺乏从实验研究到成功临床结果的翻译,尤其是在认知和功能评估方面,它突出了仅依靠动物研究来理解免疫治疗方法的影响的局限性。这项全面的综述着重于基于α-syn的免疫疗法,并钻进其基本的作用机理。此外,该文章还讨论了有关PD免疫治疗策略的潜力的最新进展和未来前景。重点是强调该领域的最新研究,以阐明与PD患者开发有效免疫疗法有关的挑战和机遇。
1天然产物生物合成研究部,瑞肯可持续研究科学中心,瓦科,日本西塔玛,2,农业教职员工,塞特苏丹大学,日本大阪,日本大阪,3个学位课程,生命与地球科学学位课程研究科学,瓦科(Wako),日本西塔玛(Wako),日本5分子结构特征单元,瑞肯(Riken)可持续研究科学中心,瓦科(Wako),西塔玛(Saitama),日本,6化学资源开发研究部,瑞科可持续研究科学中心,瓦科(Wako),西塔玛(Wako),日本瓦科(Wako),日本7号生命科学学院,东京大学(Tokyo University of Compied of Prancied of Phassied of toky of toky of toky of toky of to of to of to wako农业,金代大学,奈良,奈良,日本,9,农业技术与创新研究所,金奈大学,奈良,奈良,纳拉,日本,10个生命科学生命科学中心,托苏库巴高级研究联盟(TARA),塔斯科巴大学,tsukuba大学,tsukuba,tsukuba,tsukuba,ibaraki,ibaraki
帕金森氏病是最普遍的神经退行性运动障碍(Poewe等,2017; Dorsey等,2018; Balestrino和Schapira,2020; Aarsland等,2021)。Although its pathogenesis involves a wide range of pathways and mechanisms, including mitochondrial dysfunction, oxidative stress, calcium dyshomeostasis, impairment of axonal transport and neuroin fl ammation, a major histopathological hallmark of the disease is the presence of α -synuclein aggregates known as Lewy bodies ( Spillantini et al., 1997 ; Spillantini等,1998)。这些聚集体通过复杂的动力学过程形成,该过程涉及相互交织的微观步骤(Knowles等,2009; Buell等,2014)。在通常由脂质膜催化的过程中,最初是从单体前体从单体前体到原代成核形成的小寡聚组件(Galvagnion等,2015; Flagmeier等,2016; Galvagnion et al。,2016)。最初被无序的低聚物可以转化为有序形式(Cremades等,2012),它们可以通过单体依赖性伸长来长成长纤维(Knowles等,2009; Buell等,2014; Galvagnion; Galvagnion et al。这些纤维的存在可以催化新的寡聚组件的形成,在负责α-突核蛋白沉积物快速增殖的自催化过程中(Knowles等,2009; Buell等,2014; Galvagnion; Galvagnion et al。此过程被称为二级成核,因为它取决于已经形成的淀粉样蛋白纤维的存在,并且通常比原代成核更快。由于α-突触核蛋白的聚集是细胞毒性的,特别是通过寡聚中间体的形成(Winner等,2011; Fusco et al。,2017; Cascella等,2021),
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图 1. CRISPR-Cas9 RNP 促进 C. higginsianum 中与供体 DNA 的同源重组。(a)CRISPR-Cas9 RNP 介导的 HDR 示意图。首先,将重组 Cas9 蛋白(橙色)和针对目的基因 (GOI) 的合成 gRNA(洋红色)在体外混合以形成 RNP。其次,用 RNP 和供体 DNA 转化 C. higginsianum 原生质体,其中供体 DNA 具有选择标记 NPTII,两侧是两个同源臂。最后,通过结合选择培养基和基于 PCR 的筛选来分离用选择盒替换 GOI 的菌株。(b)URA3 敲除的构建设计。供体 DNA 具有选择标记,即 NPTII 表达盒,两侧是 0.5 kb 的同源臂,以浅灰色框表示。箭头表示扩增 ura3 基因组中特异性存在的“片段 1”和“片段 2”的引物。(c)转化子数量和 URA3 敲除率。左图显示每板转化子数量,右图显示每板 URA3 敲除率(n =5)。“-gRNA”和“+gRNA”分别代表不含和含 gRNA 的结果。星号表示统计差异(p < 0.001,Welch t 检验)。通过 PCR 筛选评估 URA3 的敲除,如 (d) 所示。(d)ura3 突变体的 PCR 筛选。使用 (b) 中所示的引物组,在含有 500 µg/ml G418 的 MA 上使用每个菌落进行 PCR。显示了从 -gRNA 和 +gRNA 转化子中随机选择的七个菌落的结果。 C. higginsianum 肌动蛋白基因 (CH63R_04240) 的 238 bp 片段被指定为肌动蛋白。凝胶左侧的数字表示 DNA 大小标记 (bp) 的位置。
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成簇的规则间隔短回文重复序列 (CRISPR) 相关 (Cas) 系统是一种通过 DNA 修复机制进行位点特异性基因破坏、修复和基因组 DNA 修饰的技术,有望成为治疗传染病和遗传疾病的基本治疗策略。对于临床应用,基于非病毒载体的 CRISPR/Cas 核糖核蛋白 (RNP) 递送非常重要,但递送效率低和缺乏实用的制造方法仍然是一个问题。我们在此报告了一种基于脂质纳米颗粒 (LNP) 的 Cas RNP 递送系统的开发,该系统基于优化设计的单链寡核苷酸 (ssODN),可实现高效的体内基因组编辑。序列特异性 RNP-ssODN 复合物的形成被发现对于 RNP 的功能性递送很重要。此外,sgRNA 和 ssODN 之间的熔化温度 (Tm) 对体内基因敲除效率有显著影响。具有高 Tm 的 ssODN 导致有限的敲除 (KO) 活性,而接近室温的 ssODN 显示出最高的 KO 活性,这表明 RNPs 的细胞质释放非常重要。连续两次静脉注射 Tm 优化的配方分别在 DNA 和蛋白质水平上实现了约 70% 和 80% 的转甲状腺素蛋白 KO,且没有任何明显的毒性。这些发现对安全的体内 CRISPR/Cas RNP 递送技术的开发及其在基因组编辑疗法中的实际应用具有重要贡献。
摘要:帕金森氏病是全球第二常见的神经退行性疾病,其特征是蛋白质沉积物在多巴胺能神经元中的积累。这些沉积物主要由α -syn uclein(α -syn)的聚集形式组成。尽管对这种疾病进行了广泛的研究,但目前只有症状治疗。近年来,已经鉴定出了几种化合物,主要是芳香特征,靶向α -syn自组装和淀粉样蛋白形成。这些化合物是通过不同方法发现的,具有化学多样性,并且表现出了许多作用机制。这项工作旨在提供与帕金森氏病有关的生理病理学和分子方面的历史概述,以及小型复合发育中的当前趋势,以靶向α -Syn聚集。尽管这些分子仍在开发中,但它们构成了发现帕金森氏病有效的抗缔解疗法的重要一步。