来自患者的运动神经元为治疗渐冻症提供了新的药物靶点

　　

肌萎缩侧索硬化症(ALS)是一种严重的、致命的神经退行性疾病，可导致运动神经元和随意肌活动的丧失。虽然对老鼠的研究已经确定了潜在的治疗方法，但这些药物在人体试验中通常表现很差。波士顿儿童医院(Boston Children’s Hospital)的研究人员与辉瑞公司(Pfizer)合作，现在报告了一种使用肌萎缩性侧索硬化症患者运动神经元制成的高通量靶点和药物发现平台。利用该平台，他们确认了两个已知的靶点，并确定了一类现有的药物——多巴胺D2受体激动剂——作为潜在的新治疗方法。

研究人员由克利福德·伍尔夫博士领导，他是波士顿儿童基金会f·m·柯比神经生物学中心的主任，以及伍尔夫实验室的第一作者黄旋博士和Kasper Roet博士，他们在6月8日的《细胞报告》杂志上描述了这个平台和他们的发现。

为了制造用于药物筛选的运动神经元，该团队使用了诱导多能干细胞。诱导多能干细胞是由哈佛大学凯文·埃根实验室从携带SOD1(A4V)突变的肌萎缩性侧索硬化症患者的组织样本中提取的。伍尔夫实验室还开发了一种高通量的活细胞成像技术，用于测量运动神经元在使用候选药物前后的过度兴奋性——即过度“放电”的倾向。伍尔夫和他的同事先前发现，患有肌萎缩性侧索硬化症的人类运动神经元比正常的运动神经元更容易兴奋。

“这种过度兴奋使运动神经元更容易退化并最终死亡，”伍尔夫说。“我们的成像平台能够快速评估运动神经元的384孔板的过度活跃，并测试细胞对数千种不同药物的反应。”

这项技术被称为GCaMP成像技术，此前从未大规模用于ALS治疗。GCaMP是神经元中钙含量的荧光报告物，是神经元触发动作电位频率的指示物。

总的来说，研究人员筛选了来自辉瑞的2900种已知且有注释的药物。经过三轮筛选，他们发现了67种化合物，它们可以降低源自患者的运动神经元的过度兴奋性，而且不会造成毒性。

“通过屏幕旨在扭转ALS运动神经元疾病表型——即兴奋过度,我们能够发现新的目标和疾病机制和确认别人以一种公正的方式,”沃尔夫说。

进一步的研究锁定了13个潜在的药物靶点，其中7个靶点属于两类(AMPA受体和Kv7钾通道)，已知与肌萎缩性侧索硬化过度兴奋有关。在最近的一项临床试验中发现Kv7通道开放药物可以降低ALS患者运动神经元的兴奋性。由伍尔夫、埃根和罗特共同创立的QurAlis公司正在开发这些药物作为ALS的疗法。

目前的研究还发现了一类很有前途的新候选药物，多巴胺D2受体激动剂(DRD2)。这些受体在运动神经元过度兴奋中的作用以前没有被认识到。一些DRD2受体激动剂(溴隐亭，苏曼乐)已经上市，为ALS患者使用它们开辟了可能性。

“我们的结果表明，神经元兴奋性筛选是发现相关药物靶标的一个强大平台，”伍尔夫说。“我们相信它可以应用于涉及神经元兴奋性的其他神经疾病，如癫痫和其他神经退行性疾病，如阿尔茨海默氏病。”

伍尔夫继续使用人类神经元筛选平台来识别治疗疼痛和神经病变的新靶点。

“药物发现中最困难的挑战之一是识别在疾病过程中起关键作用的目标，”他说。“使用患者来源的神经元来模拟疾病，并测试大量已知靶点的化合物，可能是开发新疗法的驱动力。”

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