使用高通量细菌表达分泌型scFv-osmY融合蛋白,对anti-AXL功能阻断抗体tilvestamab进行Paratope映射

《Bioscience Reports》:Paratope mapping of tilvestamab, an anti-AXL function-blocking antibody, using high-throughput bacterial expression of secreted scFv-osmY fusion proteins

【字体: 时间:2025年11月09日 来源:Bioscience Reports 4.7

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  电压门控钠钾通道病相关转基因小鼠模型揭示通道功能异常通过增强兴奋性或抑制性神经元失衡引发癫痫,并伴随氧化应激、神经炎症及血脑屏障破坏等下游病理过程。治疗策略包括靶向基因编辑(如CRISPR)、 antisense oligonucleotide(ASO)增强功能性等位基因表达、病毒载体介导的基因治疗、靶向离子通道的小分子药物(如PRAX类),以及联合抗炎和抗氧化治疗。研究指出早期干预可阻断病理级联反应,而后期需多靶点治疗,并强调遗传背景和辅助亚基对表型的影响。

  在神经系统的正常运作中,电压门控钠(Nav)和钾(Kv)通道发挥着至关重要的作用。这两种通道具有相反的功能,对神经元的兴奋性起到调节作用,而它们的遗传改变可能引发癫痫和神经发育障碍。这些通道的异常不仅影响神经元自身的功能,还会引发一系列复杂的病理机制,包括谷氨酸兴奋性毒性、氧化应激、胶质细胞活化、神经炎症和血脑屏障(BBB)破坏。为了深入理解这些遗传性癫痫的机制,并开发有效的治疗策略,研究者们构建了多种转基因小鼠模型,以模拟不同的Nav和Kv通道突变类型及其对疾病的影响。本文综述了48个涉及Nav和Kv通道的转基因小鼠模型,探讨了这些模型中通道功能改变、受影响的细胞类型以及表型表现,并结合多种治疗策略,如反义寡核苷酸(ASO)疗法、病毒介导的基因治疗、基因编辑和小分子通道调节剂,为遗传性癫痫的治疗提供了新的思路。

钠通道主要由α亚基构成,包括Nav1.1(SCN1A)、Nav1.2(SCN2A)、Nav1.3(SCN3A)和Nav1.6(SCN8A)等亚型。这些通道在神经元的兴奋性调控中起关键作用,尤其是在动作电位(AP)的产生和传播过程中。例如,Nav1.1主要表达在GABA能抑制性神经元中,其功能缺失会导致抑制性神经元的活动减少,从而引发癫痫。相比之下,Nav1.2则主要在兴奋性神经元中表达,其突变可能导致神经元的异常放电,进而诱发癫痫发作。而Nav1.6则在神经元的轴突起始段(AIS)和郎飞结(NOR)中高度表达,其功能增强可能导致钠电流增加,引发神经元过度兴奋和癫痫。

钾通道同样在神经元的兴奋性调控中发挥重要作用,主要通过调节膜电位和抑制神经元的过度放电。Kv通道包括KCNQ2、KCNQ3、KCNQ5、KCNA1、KCNB1、KCND2等亚型,其中KCNQ2和KCNQ3编码的Kv7.2和Kv7.3通道产生M电流,对神经元的兴奋性具有调节作用。当这些通道的功能缺失时,如KCNQ2的突变,会导致M电流减少,从而引起神经元过度兴奋,诱发癫痫。此外,Kv通道的功能增强,如KCNT1的某些突变,也可能导致异常的神经元活动,从而增加癫痫的发生风险。

这些转基因小鼠模型揭示了通道功能改变与疾病表型之间的复杂关系。例如,SCN1A的某些突变会导致GABA能神经元的兴奋性降低,进而影响整个神经网络的平衡,引发癫痫。而SCN2A的某些突变则会导致兴奋性神经元的异常放电,从而导致癫痫和神经发育障碍。SCN8A的某些突变则会导致钠通道的过度激活,引发严重的癫痫发作和早逝。KCNQ2的突变则可能导致M电流减少,影响神经元的兴奋性,进而导致癫痫和行为异常。

除了神经元层面的影响,这些通道的异常还会引发非神经元层面的病理变化。例如,钠通道功能缺失会导致线粒体功能障碍和氧化应激,这可能与癫痫猝死(SUDEP)的发生有关。钾通道的异常同样会引发氧化应激和线粒体功能障碍,这可能影响神经元的代谢状态和能量供应。此外,这些突变还可能影响胶质细胞的功能,导致胶质细胞的异常活化,进一步加剧神经炎症和神经元损伤。

在治疗策略方面,研究者们探索了多种方法,包括反义寡核苷酸(ASO)疗法、病毒介导的基因治疗、基因编辑和小分子通道调节剂。ASO疗法通过增强功能等位基因的表达或减少致病性通道的表达,可以有效减轻癫痫症状。病毒介导的基因治疗则通过将正常的基因导入特定的神经元,恢复其功能,从而减少癫痫的发生。基因编辑技术如CRISPR和碱基编辑,可以精确修复致病性突变,为治疗遗传性癫痫提供了新的可能性。小分子通道调节剂则通过调节钠通道的持续电流或稳定其失活状态,来减少癫痫的发生。

这些治疗策略的疗效受到多种因素的影响,包括干预的时间点、遗传背景和细胞类型特异性。例如,早期干预往往比晚期干预更有效,因为这可以防止病理变化的进一步发展。此外,不同小鼠品系的遗传背景可能影响疾病表型的严重程度和治疗反应,这为理解人类遗传性癫痫的异质性提供了线索。因此,在开发治疗策略时,需要考虑这些因素,并进行个体化的治疗设计。

综上所述,电压门控钠和钾通道的异常不仅影响神经元的兴奋性,还会引发一系列复杂的病理变化,包括神经炎症、氧化应激和血脑屏障破坏。这些变化可能形成自我维持的病理循环,使得即使在原发性通道功能异常得到纠正后,疾病仍可能持续。因此,治疗策略可能需要同时针对原发性通道缺陷和下游病理过程。转基因小鼠模型的研究为理解这些机制提供了重要的基础,并为开发更有效的治疗手段提供了新的方向。
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