一项新的研究描述了一种治疗哈钦森-吉尔福德早衰综合征的潜在药物靶点,这可能有助于开发更有效的治疗方法。
科学家已经确定了一种治疗哈钦森-吉尔福德早衰综合征(HGPS)的潜在新方法。HGPS是一种进行性遗传疾病,会导致儿童快速和过早衰老。
发表在《eLife》上的研究结果表明,阻断一种名为ICMT的蛋白质可以改善受影响细胞的状况,而不会减少细胞的分裂和生长。ICMT参与修改导致HGPS的突变蛋白——早老蛋白的结构。
这些结果表明,ICMT可能是治疗HGPS的有用药物靶点,特别是因为细胞分裂和生长对儿童的发育很重要。
HGPS是由早衰蛋白引起的,早衰蛋白是一种突变蛋白,它经历两种类型的结构修饰,称为法尼化和甲基化。早衰蛋白在围绕细胞核的细胞膜之间积聚,导致细胞受损,使细胞生长减缓,过早死亡。
目前治疗HGPS的方法是防止早衰蛋白的法尼化,但是尽管这些药物可以改善患者的一些症状,但它们可以阻止细胞增殖。先前的实验表明,灭活ICMT蛋白基因也可以改善关键症状,同时避免对细胞生长和分裂的影响。ICMT蛋白通常会导致早衰蛋白甲基化。然而,这些益处仅在体外HGPS细胞和患有模拟疾病的小鼠中得到证实。
为了做到这一点,研究人员使用了具有HGPS的小鼠,这些小鼠产生progerin并使ICMT基因失活,观察它是如何影响它们的健康的。他们发现,与患有早衰症的未修饰小鼠相比,缺乏ICMT的小鼠存活时间明显更长,体重也更高。它们的骨骼肌纤维也更大,主动脉周围的肌肉细胞——心脏中运输富氧血液所必需的大动脉——与健康小鼠相似。这一结果尤其重要,因为心血管问题是HGPS患儿死亡的主要原因。
接下来,研究小组用一种名为C75的合成化学物质处理了小鼠的HGPS细胞和模拟HGPS的细胞,这种化学物质强烈抑制了ICMT蛋白。这种治疗延缓了细胞的退化,刺激了细胞的分裂和生长。重要的是,当应用于缺乏目标ICMT蛋白的健康人类细胞和小鼠细胞时,C75没有明显的意外效应,这意味着它对HGPS具有良好的特异性。
哥德堡大学Sahlgrenska癌症研究中心的Mohamed Ibrahim说:“我们希望这些发现将进一步提高人们对ICMT作为帮助HGPS儿童的潜在策略的兴趣。”
他说:“我们的方法很有可能优于目前的治疗策略,目前的治疗策略是基于一种用于抗癌治疗的化合物,可以抑制细胞的增殖和长期存活。”
接下来,研究小组研究了用C75处理的细胞中早衰蛋白在哪里积累。他们发现,早衰蛋白在细胞的中心——细胞核内积聚。这表明,通过ICMT阻断progerin的甲基化可以改变蛋白质的方向,降低它们造成损伤的能力。
“我们的研究在验证ICMT作为一种潜在的药物靶点方面迈出了重要的一步,它可以为患有这种致命疾病的儿童提供比现有治疗方法更有利的治疗方法,”资深作者、卡罗林斯卡医学院生物科学与营养系教授Martin Bergo总结道。“现在需要进一步的研究来找到能够靶向活生物体中的ICMT的化合物,而不仅仅是细胞中的ICMT。”