摘要:Cell杂志发表了题为:Transcriptional regulation by PHGDH drives amyloid pathology in Alzheimer’s disease的文章,研究团队揭示一个近期被确认为阿尔茨海默病(AD)生物标志物的基
近日,加州大学圣地亚哥钟声团队在
Cell杂志发表了题为:Transcriptional regulation by PHGDH drives amyloid pathology in Alzheimer’s disease的文章,研究团队揭示一个近期被确认为阿尔茨海默病(AD)生物标志物的基因——PHGDH,因其此前未知的“兼职功能”(moonlighting role),竟是导致该疾病的关键原因。借助人工智能技术,发现了一种能阻断该基因致病通路的小分子药物候选物。传统遗传理论难以解释的疾病谜团
在65岁以上人群中,约九分之一患有阿尔茨海默病。尽管某些基因突变可导致遗传性AD,但这类病例仅占极少数。绝大多数患者属于“自发性AD”(sporadic AD),其病因长期不明。"目前AD治疗方案非常有限,且疗效不尽如人意。
从生物标记到致病元凶
团队此前发现,PHGDH基因的表达水平与AD患者脑部病变程度直接相关:该基因产生的蛋白质和RNA越多,疾病进展越严重。这一现象在多个独立队列中得到验证。最新研究中,团队通过小鼠和人类脑器官模型证实,PHGDH表达量变化会直接调控AD进程——降低其表达可延缓疾病,提高表达则加速恶化。
AI揭开"兼职功能":PHGDH的全新致病机制
PHGDH原本以合成丝氨酸的酶功能著称,但实验显示其致病作用与酶活性无关。借助AI三维结构预测,团队意外发现PHGDH蛋白中存在一个DNA结合结构域(与已知转录因子结构相似),能直接激活促炎基因IKKα和HMGB1,破坏细胞表观遗传平衡,最终导致β淀粉样蛋白(Aβ)堆积。
“这一发现依赖AI对蛋白质三维结构的精准建模,”第一作者陈峻琛博士谈到,“PHGDH通过全新通路诱发自发性AD,与它的传统代谢功能无关。”
小分子药物展现治疗潜力
基于机制研究,团队筛选出能穿透血脑屏障的小分子NCT-503。AI模拟显示,该分子可结合PHGDH的DNA结合域,阻断其转录调控功能。在AD小鼠模型中,NCT-503治疗显著减少Aβ沉积,并改善记忆力和焦虑症状。“现有疗法多针对晚期淀粉样斑块,而我们的靶点位于上游通路,有望从源头阻断疾病,”钟声解释。
临床转化前景
尽管当前动物模型存在局限,钟声团队认为NCT-503已具备临床前开发价值。相较于需要静脉输注的现有疗法,此类小分子药物可口服给药,更具应用优势。下一步将优化化合物并启动FDA临床前研究。
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来源:邓秀欢