《Molecular Therapy Methods & Clinical Development》：Harnessing synaptic vesicle release and recycling with antibody shuttle for targeted delivery of therapeutics to neurons
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本文聚焦于神經退行性疾病治療難題，研發出一種神經元選擇性藥物遞送系統。該系統借助突觸小泡釋放和回收機制（SVRM），以靶向突觸小泡（SV）跨膜蛋白的抗體為穿梭載體，突破血腦屏障（BBB）和血脊髓屏障（BSCB），實現精準給藥，極具研究價值。
研究背景
神經退行性疾病的治療面臨諸多挑戰，其中血腦屏障（BBB）和血脊髓屏障（BSCB）嚴重阻礙了治療藥物向神經元的有效遞送。多數小分子藥物和幾乎所有大分子治療藥物都難以穿越這兩道屏障，導致藥物在靶細胞中的濃度不理想，治療效果不佳。盡管已有多種策略嘗試解決這一問題，如利用受體介導的胞吞作用、腺相關病毒、細胞穿透肽等，但這些方法存在缺乏細胞特異性、無法有效進入神經元細胞內特定區域等不足。為了克服這些障礙，研究人員聚焦于利用突觸小泡釋放和回收機制（SVRM），開發一種神經元選擇性藥物遞送系統。
研究方法
- 體外誘導突觸前模型的建立：使用包被有富含亮氨酸重復跨膜蛋白 2（LRRTM2）的微珠，誘導人誘導多能干細胞（iPSC）來源的運動神經元（MNs）形成突觸前分化。通過檢測突觸素 - 1 的聚集情況和乙酰膽堿的分泌，驗證該模型的有效性。
- 單克隆抗體的制備與篩選：針對突觸小泡跨膜蛋白的胞外區域，篩選出 16 種潛在的候選蛋白，選擇 SYT2 進行深入研究。通過熒光激活細胞分選（FACS）和酶聯免疫吸附測定（ELISA），從眾多單鏈可變片段（scFv）克隆中篩選出對 SYT2 具有高親和力和內化能力的克隆，并將其轉化為嵌合全長 IgG 抗體（mAb - SYT2）。
- 體內外實驗驗證：在體外實驗中，研究 mAb - SYT2 對功能性有效載荷的遞送能力，包括與抗有絲分裂劑單甲基奧瑞他汀 E（MMAE）和靶向 MALAT1 的反義寡核苷酸（MALAT1 - ASO）的結合和遞送效果。在體內實驗中，通過免疫染色和放射性同位素標記等方法，研究 mAb - SYT2 在小鼠體內的攝取、分布和對靶細胞的作用。
研究結果
- 體外誘導突觸前模型成功建立：LRRTM2 包被的微珠能夠誘導人 iPSC - 來源的 MNs 形成突觸前分化，表現為突觸素 - 1 在微珠接觸位點的聚集和乙酰膽堿分泌的增加。利用該模型證實，靶向 SYT2 胞外區域的抗體能夠通過 SVRM 被神經元攝取，而對照抗體則不能。
- 單克隆抗體篩選及特性：成功篩選出具有高親和力和內化能力的 mAb - SYT2，其中 PL13 在后續研究中被廣泛應用。
- 體內分布與攝取：靜脈注射 mAb - SYT2 后，其在小鼠神經肌肉接頭（NMJs）處特異性聚集，并通過逆行運輸進入脊髓和腦干的 CHAT 陽性運動神經元。在肝臟中，mAb - SYT2 和對照 IgG 的清除速率相似。此外，mAb - SYT2 還能在腦干部位的特定運動神經元核中檢測到。
- 體內外有效載荷遞送：體外實驗中，mAb - SYT2 能夠將 MMAE 和 MALAT1 - ASO 遞送至 MNs，導致軸突退變和 MALAT1 RNA 表達下調。體內實驗中，mAb - SYT2 遞送的 MALAT1 - ASO 能夠有效降低脊髓中靶細胞的 Malat1 RNA 表達。
研究討論
本研究成功證明了抗體作為 SVRM 分子穿梭載體的可行性，能夠將小分子和寡核苷酸遞送至神經元。與傳統的治療藥物遞送方法相比，該方法具有更高的細胞特異性，能夠減少非靶向細胞的副作用。然而，SYT2 在腦干部位也有表達，這可能影響細胞選擇性，且抗體穿越血腦屏障后的轉運機制尚需進一步研究。此外，雖然在體內實驗中未觀察到明顯的不良反應，但仍需關注抗體在細胞內的潛在風險。未來的研究可以進一步探索針對其他突觸小泡跨膜蛋白的抗體，以及通過不同給藥途徑或雙特異性抗體的設計，實現更精準的神經元靶向遞送。
綜上所述，本研究為神經退行性疾病的治療提供了一種新的策略和思路，有望推動神經藥理學領域的發展，為患者帶來更有效的治療方案。
