研究者らは脳内の標的部位における遺伝子発現の非侵襲的測定の先駆者となる

脳内の欠陥遺伝子の発現を変更または阻止する能力は、神経変性疾患に対する強力な治療薬として活用できる可能性がある。しかし、生きた脳の分子基盤は依然としてほとんど解明されておらず、このような有望な治療薬の進歩を妨げている。

脳を調べるために利用できる選択肢は、この課題に十分対応できるものではありません。複数の遺伝子から分子情報を記録する最も効果的な方法は、侵襲的でリスクの高い処置である生検です。

研究 本日公開 で 科学の進歩 ライス大学のバイオエンジニア、イェジー・シャブロフスキーの研究室が開発した、脳ベースの医療に革命をもたらす可能性のある新技術について説明しています。 遺伝子治療「Recovery of Markers through InSonation（超音波によるマーカーの回復）」またはREMISと呼ばれるこの新しい非侵襲的ツールは、特定の脳領域における遺伝子治療または内因性遺伝子の発現を測定できます。

「私たちの測定能力は限られている 遺伝子発現 「この研究は遺伝子治療の将来に重大な影響を及ぼす」とザブロフスキー氏は述べた。「例えば、ほとんどの場合、遺伝子治療が脳にうまく到達したかどうか、どのくらい長く脳内に留まったか、どの脳領域が影響を受けているかを非侵襲的に確認することはできない。われわれの研究は、比較的簡単な超音波検査で特定の脳領域における遺伝子発現と遺伝子治療の送達を測定できることを示している。」

REMISは 以前の仕事 ザブロフスキーと共同研究者らは、放出マーカー活性（RMA）と呼ばれる人工分子に焦点を当てた。RMAプラットフォームでは、研究者らは合成遺伝子発現レポーターを脳に導入し、脳から血流に渡ってタンパク質を生成し、そこで簡単に回収して測定できる。 血液検査 非常に高い感度で、わずか 12 個のニューロンにおける RMA 発現を血液中で確実に検出できます。

この技術の初期バージョンの欠点は、マーカーが脳血液関門を無差別に通過するため、特定の脳領域まで追跡できないことでした。REMIS は、超音波を使用して、脳内の標的部位からのみ人工タンパク質マーカーを血流に送り込むことでこの問題を解決しました。

「ここには、これらを越えられないマーカーを作りました 血管 超音波で刺激されるまでは、細胞は活性化しない」とザブロフスキー氏は言う。

REMIS のもう 1 つの利点は、自然に発生する遺伝子発現も測定できることです。一例として、ニューロン活動のマーカーとして使用される遺伝子 c-Fos が挙げられます。これは、REMIS が遺伝子治療だけでなく、診断および研究ツールとしても使用できる可能性を示唆しています。

「私たちの研究はすでにベイラー医科大学とMDアンダーソンがんセンターの同僚との資金援助を受けた臨床試験につながっているため、私たちはこの技術に特に興奮しています」とザブロウスキー氏は語った。

この試験では、集束超音波を使用してパーキンソン病患者の脳内に存在するタンパク質を血流に放出し、パーキンソン病の新たな洞察をもたらす可能性がある。 分子メカニズム 病気に関与する遺伝子は数多くある。しかし、ザブロフスキー氏は、REMIS のより直接的な応用は、脳への遺伝子送達の成功をモニタリングすることだと述べた。

「遺伝子治療は医学の最もエキサイティングな最先端分野の一つですが、遺伝子治療薬が脳の本来の部位に到達し、意図した通りに作用するかどうかを知るためのツールが必要です」とザブロウスキー氏は言う。「REMIS は、遺伝子治療薬自体をマーカーとして利用することで、外科手術をせずに遺伝子治療薬を見つけるオプションを提供します。PET スキャンなどの方法では、新しい治療薬ごとに新しいプローブの臨床開発が必要になるため、これは大きな利点です。」