【日本量子科学技术研究开発机构发表】
将人工受体引入初级运动皮层+人工药物能抑制癫痫发作吗?
日本量子科学技术研究开发机构(量研)在2月28日,发表了他们开发一种按需治疗,仅在出现癫痫症状时抑制神经活动,并宣布他们成功地证明了它在猴子模型中的功效。这项研究由量子医学研究所量子医学研究开发组织量子生命与医学学科组长南本敬史负责,宫川尚久客座研究员,新泻大学的川嵜圭祐副教授、京都大学的高田昌彦教授、井上謙一助教、東京都立神经病院的松尾健医長、情報通信研究机构的铃木隆文室长等共同研究。研究成果发表在《Nature Communications》网页版上。
🔍癫痫是一种什么样的病?可以透过药物控制吗?
癫痫是一种局部神经细胞的异常兴奋传递到大脑广泛区域,引起抽搐和意识丧失的疾病。大约60-70%的患者可以通过药物控制症状,对于药物无效的顽固性癫痫患者,进行手术治疗以切除病灶,即使它包括一些外围部位。但当病灶附近有运动、语言等重要功能时,切除病灶可能会导致功能丧失,需要为此类病例开发有效的替代疗法。
利用化学遗传学技术开发出的“按需疗法”
在这项研究中,通过将量研在全球首次成功应用于灵长类动物的化学遗传学技术,目标是开发一种按需疗法,在出现癫痫症状时,仅查明和抑制病灶中的异常神经活动。化学遗传学使用遗传技术将人工受体引入目标神经元,人工受体充当特定人工药物的作用位点。每次全身给予人工药物,可以在几个小时内精确定位和控制细胞活动的技术。在这项研究中,使用了额叶癫痫的猴子模型,并将控制运动功能的初级运动皮层设置为癫痫的假想病灶。将人工受体引入该位点,我们验证了人工给药是否可以快速、可靠和安全地抑制异常活动和癫痫发作。
将人工受体激动剂 DCZ 用于猴子模型,癫痫脑电图/癫痫样症状减弱
这次的研究,在两只食蟹猴左脑的初级运动皮层(手控区),注射表达抑制性人工受体的病毒载体。六周后,PET 成像证实人工受体按预期在初级运动皮层中表达。接下来,植入阵列电极以测量皮质脑电图,将一种诱发癫痫的药物(荷包牡丹碱)显微注射到运动皮层。
在注射荷包牡丹碱的地方附近,不久之后,称为尖峰的癫痫性脑电波出现,观察到由左运动皮层控制的右手的症状(不自主运动)。几分钟之内,癫痫发作蔓延到整个大脑皮层,可见全身抽搐。确认这些症状后,极少量的人工受体激动剂DCZ以肌肉注射。几分钟内,癫痫性脑电图和癫痫发作样症状消失。
给药后3分钟内立即见效,确认其安全性
接下来,研究2只猴子共6次癫痫诱导和DCZ给药的治疗效果。在其中任何一个发现癫痫性脑电图和癫痫发作样异常行为的频率减弱和减少,该效果具有统计学意义。此外,直到效果发挥出来,证实该药物在给药后3分钟内有效。 此外,施用人工药物 DCZ 本身并不影响运动或清醒。没有观察到与通过将人工受体转染到初级运动皮层和施用 DCZ 激活相关的大脑损伤(神经元细胞死亡或免疫反应),已确认其充分安全性。
✅今后计划在10年内进行临床治疗应用研究
在本研究中,在额叶癫痫的猴子模型中,通过引入癫痫病灶神经元的人工受体,即使在癫痫性脑电图遍布整个皮质的严重情况下,能有效地抑制发作。
这项研究的结果表明,化学遗传学可以抑制癫痫发作,这在以前只在老鼠等小动物身上得到证实。大脑的大小和复杂性接近人类,这是世界上第一个使用猴子(也是灵长类动物)成功进行的验证,在其应用于临床治疗方面取得了长足进步。事实上,基因导入技术的安全性,在进入临床试验之前需要进一步努力,例如长期服用 DCZ 的安全性,通过 PET 和显示水平成图像技术确认基因变化,原则上,它也可以应用于人类。在这方面,已经证明了适用性。
此外,本研究采用的化学遗传学技术是量研在全球率先成功应用于灵长类动物的核心技术。该研究小组表示今后,我们将与日本和海外的研究机构合作,计划在 10 年内着眼于临床治疗应用开展研究。
消息来源:【Qlife pro医療News】てんかん、症状発生時のみ神経活動を抑制するオンデマンド治療法を開発-量研ほか
网址:http://www.qlifepro.com/news/20230303/epilepsy-6.html