新方法可能会改善线粒体疾病

线粒体DNA疾病是常见的神经系统疾病，由线粒体基因组或负责维持线粒体基因组的核基因突变引起。目前对这些疾病的治疗重点是控制症状，而不是纠正突变引起的生化缺陷。现在，日本京都大学综合细胞材料科学研究所(iCeMS)的科学家报告了一种新方法，可以使用定制化合物消除细胞线粒体内的突变DNA序列。该方法可能会带来更好的线粒体疾病治疗方法。

他们的研究结果发表在《细胞化学生物学》杂志上，题为“通过能够进行序列特异性腺嘌呤烷基化的多功能缀合物有针对性地消除突变的线粒体DNA”。

研究人员写道：“线粒体DNA(mtDNA)突变会导致线粒体疾病，其特征是线粒体功能异常。”“虽然消除突变的mtDNA有可能治愈线粒体疾病，但临床试验中没有化学药物能够选择性调节mtDNA突变。在这里，我们构建了一类化合物，包括吡咯-咪唑聚酰胺(PIP)、线粒体穿透肽和苯丁酸氮芥(一种腺嘌呤特异性DNA烷基化试剂)。”

在一些线粒体疾病中，突变DNA和正常DNA共存。“这种状态被称为异质性，”该研究的第一作者、京都大学的Takuy​​aHidaka博士说。“当异质性水平较低时，线粒体功能可以通过正常的线粒体DNA来维持。但当突变DNA超过临界阈值时，它就会受到损害。为了治愈线粒体疾病，我们需要能够从细胞中去除突变的线粒体DNA。”

领导这项研究的iCeMS生物工程师GaneshNamasivayamPandian博士解释说，目前治疗此类线粒体疾病的方法存在问题。有些涉及将遗传物质注入细胞，这可能会导致不必要的改变。在其他情况下，施用抗氧化药物是为了减少突变DNA的影响，而不是解决核心突变。

研究人员设计了一种由线粒体穿透肽(MPP)与吡咯-咪唑聚酰胺(PIP)聚合物结合而成的化合物，可以对其进行修饰以靶向特定的DNA序列。

MPP将化合物带入线粒体，PIP在线粒体中与其目标DNA序列结合。研究人员证明，该技术减少了人类细胞实验室培养物中突变线粒体DNA的数量。需要使用疾病模型进行进一步研究，以确定该方法在生物体内的有效性。

研究人员总结道：“PIP针对不同序列的可编程性可以使此类化合物在未来的研究中被开发为针对与线粒体疾病相关的致病突变的设计药物。”

Pandian说：“我们的概念验证研究可以扩展到导致莱伯遗传性视神经病等疾病的线粒体突变，这是一种遗传性视力丧失形式，目前尚无经过证实的治疗方法。”

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