多靶点药物有望治疗强直性肌营养不良1型
2015-11-30 来源:中国罕见病网

文献标题:Rationally Designed Small Molecules That Target Both the DNA and RNA Causing Myotonic Dystrophy Type 1.

文献来源:J Am Chem Soc 2015 Nov 3


强直性肌营养不良1型(DM1)作为肌营养不良症的最普遍的形式,其相关治疗尚处于初级阶段。在一项新的研究中,相关研究者报道,他们针对早先只能对抗强直性肌营养不良1型的一类作用模式的实验阶段药物增加了新的疗效。他们改造过的化合物在三个方面阻断该病的病理进程。


伊利诺斯大学化学教授Steven Zimmerman带领研究生Lien Nguyen和Long Luu开展相关研究,他说:“我们特意设计可以靶向多个途径的化合物,它不同于药物化学的传统思维,即所谓的一个靶点,一个药物。人们慢慢发现作用于多个靶点的药物实际上疗效更好。”该研究团队在《美国化学学会杂志》上报道了相关发现。


强直性肌营养不良1型(而非杜氏肌营养不良症)是由于所谓强直性肌营养不良蛋白激酶(DMPK)的特定基因区域的扩增导致基因缺陷而引发的。该基因包含一段重复的、三个碱基序列的核苷酸,是该基因的化学组件。正常细胞最多含有35个重复序列,但有时基因突变导致重复序列超过50,从而引发疾病症状。突变的DMPK基因经常会持续扩增,从而加重所引发的健康问题。在某些病患身上,该基因的重复序列多达10000。


目前强直性肌营养不良1型尚无特效药物,其全球发病率为1/8000。科学家正在逐步了解该病如何损害人体细胞。在蛋白质合成的第一步,突变的DMPK基因转化为RNA,RNA中重复的序列使得它结合到其他蛋白质上,即肌盲样蛋白(MBNL),该蛋白调控RNA的相关进程。肌盲样蛋白被突变的RNA结合后,其功能不能正常发挥,导致蛋白质合成的一连串问题。


“许多其他蛋白质会变得调控异常,” Zimmerman说,“氯离子通道调控异常会导致心律失常。胰岛素受体调控异常会产生糖尿病症状。”


早期研究中,Zimmerman和他的同事合成了能阻断突变的RNA结合至MBNL的一个化合物。但是研究者以前就发现,该疾病还有其他破坏人体细胞的作用方式。例如,细胞会将突变的RNA转译为有毒性的蛋白质。而且突变的RNA会干扰MBNL以外的其他蛋白质的功能。


“该疾病是个难题,” Zimmerman说,“我们切断了该病一个作用模式,同时也在了解其他两个或更多的需要解决的作用模式。”


Lien Nguyen和Long Luu为解决该问题,将新的生物活性的结构结合到实验室最初的化合物上,产生多靶点药物,其分子量很小易于进入细胞。试验中,他们发现这一新化合物具有三种作用模式。一是,它能阻断突变的DNA转化出RNA的途径。二是,它与突变的RNA结合,从而阻止RNA与调节蛋白(MBNL)的结合。三是,它能切断突变的RNA,这一作用进程很慢,但在体外实验中体现得很有效。


研究者研发的最有效的化合物能降低细胞中突变RNA的水平,突变RNA的水平是引发该病的原因。在强直性肌营养不良1型果蝇模型中,这类新的化合物逆转了该病的两个症状。


“新化合物在人体做试验前,需要在老鼠试验中表现有效并通过临床前基准,” Zimmerman说,“令人鼓舞的是,一个采用DNA类似物的不同方法也处于人体临床试验阶段。”


Zimmerman实验室在研的新药物优势就是它的小分子量,他说: “小分子量分子比分子量大的化合物更易制备,它们还更易进入细胞,且进入脑部的潜力更高。”


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