[发明专利]磁感蛋白在改善神经退行性疾病中的应用

说明书

本发明涉及磁遗传学领域，尤其涉及磁感蛋白在改善神经退行性疾病中的应用。本发明通过实验证明，将磁感应蛋白导入PD细胞结果表明，在磁场作用下，PD细胞存活率得到提高，PD细胞中α‑synuclein、GSK‑3β水平被降低。将磁感应蛋白导入AD大鼠模型，在磁场作用下，AD模型大鼠海马CA1区Bcl‑2表达升高、Bax蛋白表达降低，大鼠的学习、记忆能力得到提高。由此证明磁感应蛋白能够具有改善神经退行性疾病的作用。本发明还提供了改善神经退行性疾病的药物，该药物包括磁感应蛋白或表达磁感应蛋白的基因工程载体。

技术领域

本发明涉及磁遗传学领域，尤其涉及磁感蛋白在改善神经退行性疾病中的应用。

背景技术

神经退行性疾病(Neurodegenerative disease，ND)是一类慢性、进行性神经疾病。不同类型神经退行性疾病的病变部位和病因虽然各不相同，但大脑特定区域的迟发性神经细胞退行性病变、细胞丢失是他们的共同特征，因此统称为神经退行性疾病。

神经退行性疾病主要包括：老年性痴呆(Alzheimer’s disease，AD，阿尔茨海默病)；帕金森病(Parkinson＇s disease，PD)，亨廷顿病(Huntington’s disease,HD)，脊髓小脑共济失调(spinal cerbellar ataxias)，齿状核红核苍白球丘脑下核萎缩(denatatorubropallidoluydian atrophy)，肌萎缩侧索硬化症(Amyotrophic LateralSclerosis,ALS)，脊髓肌萎缩症(Spinal Musclar Atrophy)等。

目前，对神经退行性疾病病因及发病机制的研究一直在继续，而随着对神经退行性疾病研究的不断深入，发现越来越多的因素与神经退行性疾病发生和发展有关。1、氧化应激：研究表明，由于抗氧化防御系统功能缺陷所致的自由基产生增加，在PD发病中起主要作用。例如谷胱甘肽(GSH)是体内的一种重要的自由基清除剂，在PD病人黑质部位，GSH大量减少，且减少量与PD的严重程度呈正相关；2、线粒体功能障碍：AD患者脑内存在mtDNA缺陷和氧化磷酸化异常。另外，AD患者神经元线粒体功能发生障碍后，将导致神经元能量供给不足同时释放大量ROS，诱发氧化应激损伤，钙调节失衡，最终触发神经元凋亡；3、兴奋性毒素：在AD患者脑组织中谷氨酸能系统正常结构发生改变，谷氨酸转运体及谷氨酸重摄取的功能下降。另外，β淀粉样前体蛋白和Tau蛋白可以抑制细胞外谷氨酸的摄入，这种抑制作用将导致细胞外谷氨酸水平增高，从而产生兴奋性毒性作用。在PD患者和PD实验动物模型中发现，由背侧丘脑下核投射到黑质纹状体的谷氨酸能神经元大量增加，这些研究证实了多巴胺(DA)能神经元上谷氨酸受体的过度激活是诱发兴奋性毒性细胞死亡的原因之一。同时，谷氨酸摄取障碍亦加重了谷氨酸受体的过度激活；4、免疫炎症：PD患者脑中，伴随着脑黑质致密部DA能神经元选择性丧失的是大量表达组织相容性白细胞抗原DR的小胶质细胞，这被认为是小胶质细胞激活的重要标志。5、Ca²⁺失衡:AD患者脑中Na⁺/Ca²⁺交换较正常人明显提高，患者血清中Ca²⁺浓度降低，可以使甲状旁腺激素分泌增加，通过蛋白途径激活腺苷酸环化酶使细胞内环磷酸腺苷浓度升高，从而促进钙内流，诱导了脑细胞内Ca²⁺的增高，进而通过破坏线粒体功能等途径降低细胞能量代谢而发生痴呆。6、细胞凋亡：研究发现，AD患者神经元减少，认知功能降低，是由于细胞凋亡导致的，AD患者脑中细胞凋亡速率是正常对照组的50多倍。

由于神经退行性疾病的发病机制非常复杂，寻找对神经退行性疾病的治疗方法仍是目前亟待解决的难题，而随着对这类疾病研究的不断深入，针对不同发病机制的治疗方法和药物大量的涌现。主要药物种类包括：脑细胞活化剂、神经保护剂(例如：钙离子拮抗剂、抗氧化药物、NMDA受体拮抗剂、抗炎药物、抗凋亡药物等)、雌激素替代物、神经干细胞移植、神经营养因子、具有营养作用的小分子药物或中医药。