一直以来
人们都缺乏
有效阻止帕金森病进展的
药物和手段
通过人工智能助力研发
上海专家在帕金森治疗领域
取得重大突破
国家神经疾病医学中心、脑功能与脑疾病全国重点实验室、复旦大学附属华山医院郁金泰团队通过5年的临床和基础研究获得重大科研突破,
在全球首次发现了帕金森病全新治疗靶点FAM171A2,并找到了具有潜在治疗作用的小分子化合物。
2月21日,相关研究成果在线发表于国际顶级期刊Science(《科学》)。
此次研究发现的全新治疗靶点和开发药物有望从疾病早期对帕金森病进行干预,延缓疾病进展。结合现有的对症治疗手段,将会实现帕金森病病因治疗与症状缓解的双重突破,造福数百万患者。
帕金森病是仅次于阿尔茨海默病的第二常见的神经退行性疾病
,严重影响患者日常生活,致残率和死亡率较高。全球帕金森病患病人数预计将从2015年的700万左右增至2040年的1300万,
我国帕金森病患者总数约占全球一半。
郁金泰团队通过长达5年的潜心钻研,明确了病理性α-突触核蛋白在神经元间的传播“导火索”,并发现了抑制其传播过程的候选新药,
为帕金森病治疗提供了新思路。
研究团队从大规模人群的全基因组关联分析中,
发现FAM171A2是帕金森病风险基因。
郁金泰团队经过系列研究证实了神经元膜受体FAM171A2蛋白是促进病理性α-突触核蛋白传播的关键,在全球首次揭示了FAM171A2蛋白与α-突触核蛋白的结合机制。
“这的确是一项非常艰难的工作,因为神经系统本身非常复杂。”郁金泰认为,复旦团队之所以能够发现FAM171A2这一全新靶点,
与采取AI辅助、数据驱动的创新科研范式息息相关。
研究团队利用人工智能的蛋白结构预测和虚拟筛选技术,
从7000余种小分子化合物中成功找到了一种小分子,
可有效抑制FAM171A2蛋白和病理性α-突触核蛋白结合,并抑制多巴胺能神经元对该致病蛋白纤维的摄取。
本次研究发现有望在疾病的临床前期、前驱期和临床期通过靶向抑制原创新靶点FAM171A2以阻断病理性α-突触核蛋白传播,延缓帕金森病进展。
此外,开发靶向FAM171A2新药还可补充目前在临床期改善运动症状的补充多巴胺水平的药物治疗、在临床晚期用脑起搏器的神经调控治疗手段,构建更完善的帕金森病标本兼治的治疗新体系。
这不仅将为数以百万计的帕金森病患者带来福音,更
标志着我国生物医药领域在帕金森病的“原创靶点发现-机制解析-产品开发”这一全链条自主创新道路上实现了具有里程碑意义的重大突破。
在这一成果基础上,
郁金泰团队申请了基于干预FAM171A2治疗帕金森病的国际专利,
并计划在接下来的几年内,集中力量全面、系统地开展寻找治疗帕金森病的小分子药物、抗体以及基因治疗手段的临床前研发工作,并进一步将相关成果推向临床试验和临床应用,
有望建立全球首个能够有效阻断帕金森病进展的创新性治疗手段。
此次发现的蛋白靶点极具创新性,
在此之前,学界尚未有关于这一蛋白的任何功能性实验研究,因此进一步明确该蛋白在神经系统的生理和病理功能,还有望给路易体痴呆、多系统萎缩等其他α-突触核蛋白疾病,及阿尔茨海默病、额颞叶痴呆等其他神经退行性疾病提供新的治疗靶点,这也将作为课题组下一步的研究方向。课题组未来的目标是深入研究靶向FAM171A2的策略,对标如PD-1治疗癌症等一系列“诺贝尔奖”级的工作,力争在治疗神经系统退行性疾病中做出里程碑式的贡献。
复旦大学附属华山医院博士后吴凯敏为本研究第一作者,复旦大学附属华山医院郁金泰教授、复旦大学脑科学转化研究院袁鹏教授、中国科学院上海有机化学研究所生物与化学交叉研究中心刘聪教授为本研究共同通讯作者。该研究也受到了复旦大学附属华山医院王坚教授、崔梅教授,复旦大学李文生教授、舒友生教授、鲁伯埙教授,电子科技大学乐卫东教授,中国医科大学李家驿教授,中国科学院深圳先进技术研究院叶克强教授的指导和帮助。
该研究得到了科技创新2030 “脑科学与类脑研究”重大项目、国家自然科学基金、上海市级科技重大专项等经费支持。