那些患有重症肌无力的人会经历肌肉无力,这可能影响到我们用来眨眼、微笑和移动身体的肌肉。研究人员使用了一种前沿的成像技术,揭示了该疾病潜在机制的新细节。
患有自身免疫疾病重症肌无力的人经历肌肉无力,这可能影响到我们用来眨眼、微笑甚至移动身体的任何肌肉。
研究人员已经知道,该疾病是由神经和肌肉之间的误通信造成的。身体的免疫系统错误地产生“自身抗体”,即攻击自身组织和蛋白质的抗体。在重症肌无力的情况下,身体产生针对乙酰胆碱受体(AChRs)的自身抗体,而这些受体是正常肌肉收缩功能所必需的触发器。
处方药物被用于增强乙酰胆碱和抑制免疫系统,但成功率各不相同,导致研究人员相信不同人群的重症肌无力可能由不同的潜在机制造成。
加州大学圣地亚哥分校生物科学学院的研究人员使用了一种称为冷冻电子显微镜(cryo-EM)的前沿成像技术,高分辨率探查了人类肌肉AChRs的细节。正如《细胞》期刊中所述,研究人员分析了六名不同重症肌无力患者的自身抗体。他们发现,这些抗体可以通过多种方式干扰正常受体功能。
研究人员发现,某些抗体阻碍了常规的乙酰胆碱结合过程,而另一些则激活了免疫系统的补体通路,导致受体破坏。重要的是,所有自身抗体都直接干扰了受体作为离子通道的功能。这一发现挑战了关于重症肌无力抗体如何干扰受体活性的先前假设。
“通过绘制抗体在受体上的结合位点,我们揭示了自身抗体对重症肌无力贡献的惊人多样性,”研究的资深作者、神经生物学教授瑞安·希布斯(Ryan Hibbs)说。“这一知识有助于解释为什么某些患者对治疗的反应不同,并为开发更个性化的疗法提供了基础。”研究人员相信,未来的重症肌无力治疗可以针对特定的抗体相互作用,而不是依赖更一般的免疫抑制治疗。
希布斯表示:“这项研究不仅推进了我们对重症肌无力的理解,还为其他自身免疫疾病提供了启示,在这些疾病中,抗体攻击离子通道,为更精确和有效的治疗策略提供了希望。”
这项研究是加州大学圣地亚哥分校和耶鲁大学之间密切合作的结果。耶鲁大学的凯文·奥康纳教授和闵昉(Minh Pham)从患者身上收集血样,并进行了基于细胞的功能测定,以表征其自身抗体的病理特性。加州大学圣地亚哥分校的团队——博士后李欢欢、研究数据分析师邓金凤、项目科学家科琳·诺维耶罗(Colleen Noviello)和希布斯——进行了高分辨率的结构研究和电生理实验,以定义这些抗体如何相互作用并干扰AChRs的功能。
诺维耶罗,这项研究的共同资深作者表示:“这项工作体现了团队科学的力量。通过结合来自耶鲁的患者样本和功能见解,以及来自加州大学圣地亚哥分校的冷冻电子显微镜分子分辨率和生物物理学,我们能够首次可视化个别重症肌无力抗体如何与受体结合并干扰其功能。这些见解为设计能够精准针对每位患者的致病机制的治疗方案提供了新路径。”
本研究中采用的协作方式强调了个性化医学日益增长的重视,并突显了机构之间的合作如何加速与临床直接相关的发现。