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人工miRNA:降低 SNCA 的新策略,或为α‑突触核蛋白病带来突破

发布日期:2026-02-25
编辑:StressMarq
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帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种神经退行性疾病,其主要特征包括震颤、肌强直以及动作迟缓(bradykinesia),即身体运动速度减慢。PD 被归类为突触核蛋白病(synucleinopathy),这类疾病的共同特征是大脑中异常积累α‑突触核蛋白(alpha synuclein)——一种位于突触前的调节蛋白。突触核蛋白病及相关蛋白病在老年群体中愈发常见,因此研究界加大了对其发病机制的探索力度,并积极寻找潜在的治疗策略。


目前针对帕金森病的潜在治疗方法大多集中于直接靶向 α‑突触核蛋白,但临床研究仍处于早期阶段。α‑突触核蛋白由 SNCA 基因编码,研究表明,该基因中的错义突变(missense mutations)及单核苷酸多态性(SNPs)均与增加帕金森病发病风险相关。因此,赛诺菲(Sanofi)基因医学部的研究人员开展研究,评估利用腺相关病毒(AAV)介导的人工 microRNA(amiRNA)降低 SNCA 表达的治疗效果。


Elmer 等人在一项 α‑突触核蛋白病的预成纤维(pre‑formed fibril,PFF)模型中系统评估了 amiRNA 靶向 SNCA mRNA 的治疗潜力,并在体内与体外体系中对 amiRNA 进行优化,以推动其向临床转化。


✍ amiRNA治疗导致目标mRNA下调50%

● 研究人员首先进行了剂量范围研究,以确定 AAV 介导的 amiRNA 所需的剂量,从而实现对小鼠 SNCA 基因表达 50% 的降低。他们最初在野生型小鼠中评估靶基因的下调效果,随后在接受 StressMarq 小鼠重组 α‑突触核蛋白 PFF(目录号:SPR‑324)双侧纹状体注射的小鼠中重复实验,以诱导 α‑突触核蛋白病理。

● 本研究使用了 AAV‑PhPeB 载体,这是一种在啮齿类动物中被验证具有良好脑穿透能力的衣壳类型。野生型小鼠被给予三种剂量的与小鼠 Snca 序列具有同源性的 amiRNA (amiRmSYN),或给予对照 amiRNA(amiRCTL)。结果显示,最高剂量的 amiRmSYN 达到了预期目标,使 Snca 表达下降约 50%,并因此被用于后续的帕金森病理小鼠模型实验。

● 研究中还使用了 StressMarq 小鼠重组 α‑突触核蛋白单体(目录号:SPR‑323)作为对照。由于在 1.5 个月和 3 个月时观察到的运动功能缺陷极为轻微,研究结果主要依赖神经病理学指标来评估治疗效果。。研究流程为:小鼠首先接受编码 amiRmSYN 或 amiRCTL 的 AAV 处理,随后在一个月后注射 α‑突触核蛋白单体或 PFF。注射三个月后收集脑组织进行分析。

● 与野生型小鼠的观察结果一致,amiRmSYN 的治疗使目标 mRNA 下调约 50%。此外,使用 amiRmSYN 进行 α‑突触核蛋白敲低显著减少了 pSer129 病理的诱导。相反,接受 α‑突触核蛋白单体或 PFF 并结合對照 amiRCTL 的实验对象,其 Snca 表达并未出现改变。


✍ 提升人源特异性amiRNA候选物的效力

● 在验证 AAV 介导的 amiRNA 治疗的概念验证(proof of concept)后,研究团队将研究重点转向优化这些 amiRNA,使其能够用于未来针对人类的潜在治疗。通过生物信息学筛选 (in silico down selection),研究者获得了14 条候选 amiRNA。随后使用酶联免疫吸附测定(ELISA)对这些序列进行了评估,结果显示它们均可降低 α 突触核蛋白水平。

● 研究人员接着在 HeLa 细胞中开展剂量反应实验,分析此前筛选出的 5 条 amiRNA。其中有 3 条的表现优于先前用于 PFF 小鼠模型的 amiRmSYN,提示其在人类 PD 模型中具有潜在的良好效果。

● 基于这些结果,Elmer 等人进一步尝试通过串联(concatenation) 的方式增强 amiRNA 的 SNCA 敲低效果。他们确定了 4 条 amiRNA 的母本向导链(parental guide strands),并基于每条向导链构建了表达双拷贝(“2X”)或三拷贝(“3X”) amiRNA发夹结构的串联变体。天然的 miRNA 经常以包含多个发夹结构的串联形式存在,而人工串联也已被证实是增强靶标抑制的有效策略。

● 此外,研究团队还评估了在这些发夹结构之间改变间距是否会影响效力。他们在 2X 和 3X 变体中加入不同长度的 spacer,并将其效力与非串联的单拷贝(“1X”)设计进行比较。通过将 amiRNA 质粒转染入 HeLa 细胞以测量 SNCA 敲低效果,结果显示几乎所有 2X 与 3X 变体均优于 1X 的设计。研究还发现,串联对向导链加工的影响非常有限。


✍ 体内SNCA下调效果及amiRNA变体的RISC互作图谱分析

● 研究团队的下一步目标,是在体内模型中评估串联 amiRNA 对人源 α 突触核蛋白的敲低效果。为此,研究人员使用了由 Michael J. Fox 基金会开发的转基因小鼠品系,由于该转基因小鼠在基因组中整合了人源 SNCA,它能够有效接受针对 SNCA mRNA 的靶向性干预。研究人员利用 AAV 衣壳将 amiRNA 注射至小鼠纹状体,并在注射六周后收集纹状体组织。与此前结果一致,3X 变体中更高水平的 amiRNA 表达导致 Snca 水平显著降低。

● 最后,该研究通过组合方法评估 SNCA 下调的下游影响。研究采用了差异基因表达(DEG)分析、交联(cross linking)、免疫共沉淀(immunoprecipitation)以及 RNA 测序多种技术的整合手段。该组合技术此前已用于 miRNA: mRNA 互作的定量分析。在这一研究中,研究人员识别出 1 条具有非靶向作用的母本 amiRNA,以及 3 条未发现明显非靶向效应的母本向导链。


总结 (Summary)

Elmer等人的研究评估了AAV介导的人工miRNA(amiRNA)在阻断致病性α突触核蛋白传播方面的有效性。他们在多种设置中进行了验证,包括体内与体外模型, 并同时针对啮齿类与人源SNCA基因进行敲低,从而降低Snca表达, 最终达到阻断帕金森病模型中病理扩散的目的。这些发现为帕金森病治疗提供了新的潜在机制, 并将50%的SNCA下调幅度确立为未来amiRNA研究的重要目标基线。


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参考资料

● Artificial miRNA mediated reduction of SNCA for the treatment of α-synucleinopathies. Elmer, B. et al., Mol Ther. 2025


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