墨西哥学者提出Nurr1转基因可能有潜力用于治疗帕金森病
Nurr1（也称作 NR4A2）是孤儿核受体家族中一种不依赖配体的转录因子，它能激活不同反应元件的基因，这些基因不仅对中脑多巴胺能神经元在大脑本体发育过程中的分化和成熟至关重要，而且对它们在成人大脑中的维持也是必要的。在成年期，Nurr1 通过调节多巴胺合成酶、多巴胺转运体和囊泡单胺转运体 2 参与多巴胺神经传递。此外，Nurr1 还通过激活脑源性神经营养因子（BDNF）的表达发挥双重神经营养功能。通过 BDNF 和 RET 的表达，Nurr1 可影响多巴胺能神经元的分化和存活。在帕金森病（PD）中，NURR1 介导的神经生理和神经营养功能下降。有研究表明，NURR1 的改变可导致帕金森病。在条件性 Nurr1 基因靶向小鼠中，Nurr1 在成熟多巴胺能神经元中的表达被选择性破坏，导致纹状体多巴胺进行性下降、多巴胺能神经元缺失、营养不良和运动障碍。
墨西哥研究和高级学习中心（Centro de Investigación y de Estudios Avanzados）Daniel Martinez-Fong等在既往研究中开发了一种局部单侧BSSG（β-谷甾醇β-D-葡萄糖苷）大鼠帕金森病模型，在该模型中，α-突触核蛋白病从单侧开始，但随着时间的推移向双侧扩散并加重，因此与许多其他神经毒素模型相比，能更好地模拟帕金森病的临床症状。BSSG 神经病理学包括进行性双侧多巴胺能黑质神经变性、α-突触核蛋白聚集和扩散、神经毒性反应性 A1 星形胶质细胞参与的神经炎症以及运动和非运动行为改变。因此，Daniel Martinez-Fong等在《中国神经再生研究（英文版）》（Neural Regeneration Research）2024年第9期上发表的研究要解决的问题是，在单侧 BSSG 模型中，单侧转染 rNurr1-V5能否减轻双侧多巴胺能神经元变性、神经病理学和行为障碍。为了解决这个问题，其在 BSSG 病变后第 30 天转染了 rNurr1-V5 基因，当时神经病理学和运动障碍仍在进展，类似于早期帕金森病阶段。该研究使用神经促肾上腺皮质激素（NTS）-多聚物纳米粒子系统进行 rNurr1-V5 基因转染，因为之前已证明其在减少神经炎症和恢复6-羟基多巴胺（6-OHDA）帕金森病模型中的多巴胺能神经元。使用细胞生物学技术进行的评估是在服用 BSSG 后的第 60 天进行的，此时帕金森症状已达到最大程度，无需纠正治疗。结果证实，通过NTS-多聚物纳米技术在黑质多巴胺能神经元中表达rNurr1-V5转基因可减轻帕金森病的四个特征，即α-突触核蛋白聚集、神经炎症（激活的小胶质细胞、神经毒性星形胶质细胞）、多巴胺能神经变性（衰老和神经功能丧失）、 α-突触核蛋白聚集、神经炎症（活化的小胶质细胞、神经毒性星形胶质细胞）、多巴胺能神经退行性变（神经元骨架和TH+细胞的衰老和丧失）以及感觉运动障碍。值得注意的是，尽管是单侧注射，毒素仍可导致双侧帕金森病表型，而 NTS-polyplex NPs 则可导致 rNurr1 双侧表达和拯救活性。同样由rNurr1表达诱导的神经营养性星形胶质细胞和BDNF的增加可能是rNurr1效应的介导因素。rNurr1-V5对α-突触核蛋白聚集体及其随之而来的病理学作用的减弱支持了这样一种假设，即α-突触核蛋白聚集体是导致帕金森病的罪魁祸首，因此必须成为现代疗法的主要靶点。此外，抑制活化的小胶质细胞也至关重要，因为它们会通过外泌体运输病理性α-突触核蛋白和激活具有神经毒性的反应性A1星形胶质细胞，由于它们对不同类型的神经元具有致命影响，因此也必须抑制它们。Daniel Martinez-Fong等的下一个目标是研究rNurr1-V5基因疗法在严重BSSG诱导的帕金森病中的疗效，包括检测rNurr1-V5表达水平的分子技术，并确定其分子机制和非运动行为测试。一旦实现了这一目标，就可以提出，通过NTS-多聚物纳米技术表达Nurr1转基因可能是恢复帕金森病功能的一种特别有价值的疗法。
摘要：作者最近的研究通过给予大鼠单侧黑质内注射β-谷甾醇β-D-葡萄糖苷（BSSG）方式，建立了帕金森病模型，其特点是α-突触核蛋白的损伤从单侧开始，但随着时间的推移会向双侧扩散并加重，从而复制了帕金森病的一些临床特征。帕金森病患者可出现NURR1 基因的突变，NURR1 介导的神经生理和神经营养功能下降。为了解黑质多巴胺能神经元中单侧表达 rNurr1-V5 转基因是否可减轻α-突触核蛋白病帕金森大鼠的双侧神经病理学和行为缺陷，实验观察了大鼠单侧β-谷甾醇β-D-葡萄糖苷病变后第30天，以NTS-多聚物向黑质（SN）转染rNurr1-V5转基因是否会影响转染后第30天的双侧神经病理学和感觉运动障碍。结果发现，rNurr1-V5的表达而非绿色荧光蛋白（阴性对照）的表达可减轻β-谷甾醇β-D-葡萄糖苷诱导的神经病理改变。相应地，酪氨酸羟化酶阳性（TH+）细胞数量和分支的增加发生在双侧SN，而在纹状体中TH+分支增加。此外，TH+细胞显示较少的衰老标志物β-半乳糖苷酶和较多的神经元-细胞骨架标志物βⅢ-微管蛋白和脑源性神经营养因子（BDNF）。活化的小胶质细胞（电离钙结合适配分子 1 呈阳性）和神经毒性星形胶质细胞（胶质纤维酸性蛋白 (GFAP) 和补体成分 3 呈阳性）明显减少，而神经营养性星形胶质细胞（GFAP 和 S100 钙结合蛋白 A10 呈阳性）增加。这些效应随着黑质系统中α-突触核蛋白聚集的双侧减少而出现，从而改善了感觉运动行为表现。这些结果表明，在黑质多巴胺能神经元中单侧 rNurr1-V5 转基因可减轻神经退行性变、神经炎症、α-突触核蛋白聚集和感觉运动障碍。神经营养性星形胶质细胞和 BDNF 的增加可介导 Nurr1 的作用，从而支持其在帕金森病中的潜在临床应用。
文章来源：Gatica-Garcia B, Bannon MJ, Martínez-Dávila IA, Soto-Rojas LO, Reyes-Corona D, Escobedo L, Maldonado-Berny M, Gutierrez-Castillo ME, Espadas-Alvarez AJ, Fernandez-Parrilla MA, Mascotte-Cruz JU, Rodríguez-Oviedo CP, Valenzuela-Arzeta IE, Luna-Herrera C, Lopez-Salas FE, Santoyo-Salazar J, Martinez-Fong D (2024) Unilateral rNurr1-V5 transgene expression in nigral dopaminergic neurons mitigates bilateral neuropathology and behavioral deficits in parkinsonian rats with α-synucleinopathy. Neural Regen Res 19(9):2057-2067.