工程化蛋白标记物通过血液读取活体猴脑基因活动Engineered protein markers read living brain gene activity in monkeys via blood

环球医讯 / 认知障碍来源:medicalxpress.com美国 - 英语2026-03-01 03:56:47 - 阅读时长3分钟 - 1194字
莱斯大学与埃默里大学合作开发的活性释放标记物(RMAs)技术成功实现灵长类脑基因活动的无创监测,该工程化蛋白能穿越血脑屏障并在血液中稳定存留数小时,通过血液检测即可精准追踪数十至数百个神经元的基因表达动态,突破了传统影像学技术的局限性,为亨廷顿病等神经退行性疾病的纵向研究及个性化疗法开发提供关键工具,标志着基因治疗监测技术向临床应用迈出重要一步。
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工程化蛋白标记物通过血液读取活体猴脑基因活动

基因疗法已成功用于治疗多种疾病,包括免疫缺陷、遗传性失明、血友病以及近期突破的致命性神经疾病亨廷顿病。发表在《神经元》期刊的一项研究进一步证明该技术的广阔前景:莱斯大学生物工程师耶日·萨布洛夫斯基与埃默里大学文森特·科斯塔实验室合作发现,活性释放标记物(RMAs)——这种设计用于穿越血脑屏障并在血液中持续存留数小时的工程化蛋白,可无创获取脑部基因表达信息——在猴子体内的效果与小鼠实验同样优异。

从实验室发现到救命疗法的转化过程中,大型动物模型研究至关重要,但多数研究难以推进至此阶段。"本研究表明该无创技术在不同物种间转化相当便捷,"萨布洛夫斯基表示,"RMAs作为超高灵敏度工具,能同时追踪数十至数百个神经元的活动,现有影像或监测技术均无法达到此精度。"

除精准性外,RMA技术还具备多路复用与适应性优势:可设计不同血清标记物同步追踪多个脑区的基因活动。"蛋白检测可实现多路复用,"萨布洛夫斯基解释,"未来通过质谱分析或单分子蛋白测序等生化技术,单次血样即可检测大量合成血清标记物。"

对完整活体脑的基因表达进行监测,能揭示细胞活动、复杂认知过程及神经疾病发生发展的关键信息。通过简单血液检测获取这些数据,使长期追踪同一脑部变化成为可能。"脑科学研究中纵向监测尤为重要,"萨布洛夫斯基以成瘾研究为例,"终末检测或活检仅提供瞬间快照,而持续监测能观察基因表达的下游效应及其对疾病进程的塑造作用。理解成瘾等病症需要超越单次脑部扫描,我们需要观看动态电影而非静态照片——长期追踪活体脑能让我们亲眼见证驱动变化的基因。"

萨布洛夫斯基基于抗体疗法失效的观察开发了RMA平台:抗体会快速从脑部迁移至血液。他聚焦于抗体穿越血脑屏障的关键蛋白片段,将其改造为合成报告分子。"这是负责蛋白质从细胞迁移至细胞外基质的短肽,"他说,"仅需将小鼠版本的蛋白结构域替换为恒河猴版本,就使报告分子在跨物种应用中成功运作。"

作为共同通讯作者的科斯塔是埃默里大学精神病学与行为科学副教授。他在读到萨布洛夫斯基首次描述RMA平台的预印本后,立即决定在大型动物模型中验证该技术,双方迅速合作促成此项研究,印证了开放科学对加速科研进程的价值。"该平台彻底改变了灵长类神经科学的研究范式,"科斯塔强调,"它消除了复杂脑部成像的瓶颈,节省了关键时间与资源,使我们得以开展长期复杂研究,弥合动物模型与人类治疗间的鸿沟。"

出版详情

桑辛·李等人,《合成血清标记物实现灵长类脑基因表达的无创监测》,《神经元》(2026年)。DOI: 10.1016/j.neuron.2026.01.003

期刊信息:神经元

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