Angew Chem Int Edit︱心脑疾病的光遗传学治疗新策略optoRGK

日期:2018-05-04  浏览次数:477

   近日,《德国应用化学》(Angewandte Chemie International Edition)杂志以封面文章的方式,在线发表了北师大王友军课题组与美国Texas A&M University 医学院Zhou Yubin课题组合作开发的一项新技术optoRGK,该光遗传学工具实现了对电压门控钙通道(voltage-gated calcium channel, VGCCs or CaV)的光控调制,为心脑血管疾病或神经系统疾病提供了新的治疗策略。

   CaV通道广泛分布在心脑血管及神经组织中,调控着一系列的生理过程如基因转录、神经递质和激素的释放、肌肉收缩等,其功能异常会引发心脑血管疾病和神经系统紊乱。因此,CaV通道及其所介导的钙信号作为临床上的重要靶点,经常被用于治疗心脑血管紊乱包括高血压、冠心病、心律失常等。但这些临床上广泛使用的靶向CaV通道的小分子药物,如硝苯地平片(Nifedipine)等,在长期服用后会给病人带来一系列的毒副作用。

   RGKGTPases作为CaV钙通的抑制蛋白,从基因治疗的角度在概念上已经证明可以应用于心脏疾病如心房颤动等的治疗。该研究的共同第一作者王友军课题组的直博生刘金豆和Texas A&M University的Ma Guolin博士通过基因工程技术,经过大量的设计、改造和优化组合,成功地将光敏元件引入到改造后的RGKGTPase中,实现了对CaV通道活性的光控调制。运用这一被命名为optoRGK的工具,他们在兴奋型细胞中搭建了特异性的光调制钙“闸门”,即光照减弱钙离子的进入。与起效慢、有毒副作用,以及靶向性差的临床用传统小分子抑制剂相比,optoRGK提供了精准的靶向性,并可利用光照来进行快速开关其调制作用,显示了它可替代传统药物的极大潜力。研究者们下一步计划是将optoRGK用于研究CaV钙通道参与的一系列其它生理或病理的过程,并尝试将该工具应用于模型动物心脏疾病的治疗。

   本研究受自然科学基金面上项目NSFC-31471279和NSFC-81728019、青年千人计划、北京师范大学自主科研基金资助项目2017STUD20的资助。