腦蛋白通過管理鈣水平來預(yù)防阿爾茨海默病這一成果可從哪些方面申請專利？
專利代理 發(fā)布時(shí)間：2025-12-03 23:07:28 瀏覽: 次
高水平的鈣對細(xì)胞有毒性，并導(dǎo)致阿爾茨海默病中神經(jīng)元的喪失。新的JCI Insight研究確定了年輕大腦如何保護(hù)自己免受高水平鈣的影響的機(jī)制，這可能幫助科學(xué)家們了解如何保護(hù)大腦免受這種神經(jīng)退行性疾病的侵害。
Glyoxalase 1 (GLO1) 是一種在清除細(xì)胞有毒代謝產(chǎn)物中起關(guān)鍵作用的蛋白質(zhì)。在研究中，耶魯大學(xué)醫(yī)學(xué)院 (YSM) 的研究人員發(fā)現(xiàn)，在細(xì)胞鈣水平過高的動(dòng)物大腦中，GLO1 水平升高。他們發(fā)現(xiàn)，大腦通過增加 GLO1 表達(dá)作為保護(hù)機(jī)制來減輕鈣調(diào)節(jié)失常的影響。
隨著年齡的增長，研究人員發(fā)現(xiàn)GLO1的活性下降，這可能使大腦對神經(jīng)退行性病變的適應(yīng)能力降低。該研究可以為開發(fā)靶向GLO1并預(yù)防神經(jīng)退行性病變的療法提供參考。
該研究是阿恩斯特實(shí)驗(yàn)室與耶魯醫(yī)學(xué)院神經(jīng)病學(xué)教授勞倫·哈赫曼·桑辛實(shí)驗(yàn)室之間的合作成果。
Arnsten的實(shí)驗(yàn)室專注于鈣通道的調(diào)節(jié)異常，這個(gè)通道被稱為肌鈣蛋白受體2 (RyR2)，它能從細(xì)胞的滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中釋放鈣。
這個(gè)通道就像一個(gè)水龍頭，可以打開和關(guān)閉，這會(huì)導(dǎo)致鈣離子進(jìn)入神經(jīng)元，從而產(chǎn)生許多下游效應(yīng)。
先前的研究已經(jīng)表明，RyR2 隨著年齡的增長可能會(huì)發(fā)生改變，導(dǎo)致“水龍頭”一直開啟，這些變化與阿爾茨海默病甚至長期新冠有關(guān)。在他們的新研究中，研究人員探討了大腦如何應(yīng)對這種不受調(diào)節(jié)的鈣離子涌入。
研究小組使用了一種動(dòng)物模型，其中 RyR2 通過基因改變總是處于“開啟”狀態(tài)，導(dǎo)致大腦中慢性鈣泄漏。他們觀察到在兩個(gè)對認(rèn)知和記憶重要的區(qū)域——前額葉皮層和海馬體——中 GLO1 的表達(dá)和活性升高。GLO1 的表達(dá)最初隨著年齡的增長而增加，在小鼠中達(dá)到峰值，但在年長的動(dòng)物中則有所下降。
然后，研究人員將年長的動(dòng)物引入一個(gè)T形迷宮，以測試它們的記憶。他們發(fā)現(xiàn)，那些帶有基因修改的RyR2受體并且不再有升高GLO1的動(dòng)物記憶比健康對照組更差。
研究結(jié)果證實(shí)，鈣功能障礙與認(rèn)知惡化有關(guān)。
該研究指出，GLO1的表達(dá)可能是大腦中補(bǔ)償慢性鈣調(diào)節(jié)障礙的潛在機(jī)制。鈣在大腦中是一種非常強(qiáng)大的介質(zhì)，GLO1具有解毒特性，可以幫助大腦對抗隨著時(shí)間變化的鈣變化。
研究人員希望，揭示阿爾茨海默病前的進(jìn)程有一天能帶來新的療法，隨著上游生物學(xué)的逐漸清晰，可以開發(fā)預(yù)防性療法，在疾病成為問題之前進(jìn)行干預(yù)。
可以從以下方向申請專利：
1、治療產(chǎn)品與醫(yī)藥用途：
GLO1激活劑/增強(qiáng)劑及其在治療或預(yù)防神經(jīng)退行性疾病中的用途。
研究證實(shí)GLO1上調(diào)是有效的內(nèi)源性保護(hù)反應(yīng)。因此，藥物性增強(qiáng)GLO1功能是合理的治療策略。
2、診斷與預(yù)后生物標(biāo)志物：
以GLO1活性/表達(dá)水平或RyR2功能狀態(tài)作為神經(jīng)退行性風(fēng)險(xiǎn)或疾病分期的生物標(biāo)志物。
保護(hù)檢測腦脊液、外周血外泌體或影像學(xué)（如開發(fā)GLO1 PET示蹤劑）中GLO1/RyR2相關(guān)指標(biāo)的診斷方法。
3、篩選平臺(tái)與研究工具：
用于篩選GLO1增強(qiáng)劑或RyR2穩(wěn)定劑的體外/體內(nèi)篩選平臺(tái)。
保護(hù)一種工程化的細(xì)胞系或動(dòng)物模型（如研究中使用的RyR2功能增益型小鼠），專門用于高通量篩選能調(diào)節(jié)該通路的候選藥物。
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