[发明专利]使用DREADD用于治疗神经元疾病中的神经元调节

说明书

提供了利用抑制性和/或增强性DREADD通过调节内苍白球(GPi)中、前运动丘脑中和/或外苍白球(GPe)中和/或丘脑下核(STN)中的神经元活动治疗遭受神经元运动不足病或神经元运动过度病的患者的方法。

技术领域

提供了通过利用抑制性和/或增强性DREADD用于治疗神经元运动不足病或神经元运动过度病的方法。

背景技术

使用由合成配体或由光激活的工程化受体的若干新型策略已开辟了允许精确实验操纵神经元活动的脑研究的新时代。这些技术现正用于探索离散的脑回路参与复杂行为(Ferguson和Neumaier，2012)。

一种这样的方案利用专门通过策划药(DREADD)激活的策划受体来调节细胞功能(Rogan和Roth，2011)。已显示演变的毒蕈碱受体的这种家族在施用另外的惰性合成配体——氯氮平-n-氧化物——后增加(Gs-DREADD；Gq-DREADD)或减少(Gi/o-DREADD)细胞活动(Armbruster等，2007)。当包装至病毒载体中或在转基因小鼠模型中表达时，这些工具允许细胞活动以限定空间和时间的方式被控制。例如，通过Gq-DREADD受体激活海马神经元放大了γ-节律并增加了小鼠中的自发活动和刻板症(Alexander等，2009)。非神经元细胞的活动也可被DREADD受体控制，如Gs-DREADD或Gq-DREADD受体在胰腺β-细胞中的表达和激活增加胰岛素释放，并且这些受体的重复激活导致β-细胞肥大(Guettier等，2009)。

DREADD是突变体毒蕈碱受体。A：DREADD是由毒蕈碱受体的第三和第五跨膜区中的点突变形成的(hM3中的Y149C和A239G)。另外，Gs偶联的DREADD包含β1-AR的第二和第三胞内环，代替了M3毒蕈碱受体的第二和第三胞内环。B：在人肺动脉平滑肌细胞中，hM3Dq受体(hM3D)被CNO而不是被ACh选择性地激活，导致PIP2水解。相反地，野生型M3毒蕈碱受体(hM3)被Ach而不是被CNO强力地激活(Armbruster等，2007)。

DREADD受体技术以细胞特异性方式使用来阐明纹状体回路在神经精神病障碍——如药物成瘾和强迫观念与行为障碍——中的作用。使用神经肽启动子(强啡肽或脑啡肽)的病毒载体用于将DREADD受体表达靶向至纹状体中的特异性细胞群(分别地，纹黑突神经元相对于纹状体苍白球(striatopallidal)神经元)。一些结果表明，在重复的苯丙胺暴露期间，大鼠中纹状体苍白球神经元活动的瞬时减少促进了行为敏化的发展，而纹黑突神经元活动的扰乱损害了该现象的持续(Ferguson等，2011)。因此，这些发现清楚地证明纹黑突神经元和纹状体苍白球神经元在调节药物经历依赖的行为可塑性中具有关键却又相对的作用。

DREADD还已经用于控制神经胶质细胞活动从而调节自主神经系统(Agulhon等，2013)。在外周，DREADD已经用于控制胰腺β-细胞(Guettier等，2009)、肝细胞(Li等，2013)和乳腺癌细胞(Yagi等，2011)中的GPCR信号传导。

运动不足障碍或运动功能减退指代减少的身体运动。运动功能减退的特征是由于基底神经节的破坏造成的肌肉运动的部分或完全损失。患有运动不足障碍如帕金森病(PD)的患者经历肌肉强直和不能产生运动。其还与由于疾病等造成的精神健康障碍和延长的不活动相关。

运动过度障碍或运动过度(或运动功能亢进)，指代可导致过度的异常运动、过度的正常运动、或两者的组合的肌肉活动的增加。运动过度是一种过度的坐立不安的状态，其特征在于影响控制运动活动的能力的各种障碍，如杭廷顿舞蹈病。许多运动过度活动是由于基底神经节-丘脑皮层电路的不当调节。在很多情况下，运动过度伴随着张力减退——肌肉张力的减少。许多运动过度障碍本质上是心理的，并且一般在童年显著。

发明内容