戒煙藥還能控制大腦神經元黑科技有望治療神經疾病

　　化學遺傳學（chemogenetics）是近20年來興起的一個新興科學研究領域。與光遺傳學（optogenetics）使用光來控制動物體內細胞活性的策略相仿，化學遺傳學的目標是通過特殊設計的化合物來精確控制動物體內細胞的活性，而應用最廣的領域是控制大腦中神經元的活性。

　　然而，已有的化學遺傳學系統雖然在實驗室的研究中幫助科學家們產生了新的洞見，但是它們的效力和特異性都尚未達到在人體中使用的要求，讓這一技術仍然停留在科學實驗階段，還未能轉化進入臨床開發。而最近的一項研究有望打破這一局面，美國霍華德休斯醫學研究所（HHMI）Scott M. Sternson博士率領的研究團隊發現，使用輝瑞（Pfizer）公司已經獲批的戒煙藥Chantix（varenicline），他們可以在小鼠和非人靈長類模型中成功控制神經元的活性。這項研究發表在《科學》雜志上。

　　通常化學遺傳學的靶點是G蛋白偶聯受體（GPCRs），然而，目前與GPCRs結合的小分子都因為不同的副作用不適合應用在臨床試驗中。為此，HHMI的研究人員采取了新的研究策略，他們設計了一個基于離子通道的技術平臺，篩選能夠與特定離子通道相結合的已經獲得FDA批準的藥物。從44種獲批藥物中，他們發現varenicline具有最好的活性和選擇性。

Varenicline的分子結構式（圖片來源：NIH）

　　Varenicline的特性讓它成為在中樞神經系統（CNS）中發揮化學遺傳學功能的理想激動劑，它已經獲得FDA批準，在低劑量情況下具有良好的耐受性，可以很容易越過血腦屏障，并且不容易和血漿中的蛋白結合。研究人員進一步改良了varenicline結構，并且修改了與varenicline結合的兩種離子通道的結構，讓其中一種離子通道在與varenicline結合時能夠刺激神經元的活動，而另一種離子通道與varenicline結合時能夠抑制神經元的活性。

　　在小鼠和恒河猴模型中，研究人員成功地利用這一化學遺傳學系統調節大腦中GABA神經元的活性，并且觀察到動物的行為變化。GABA神經元是科學家們正在探索的靶標，它們可能用于治療多種CNS疾病。

這項研究的通訊作者Scott M. Sternson博士（圖片來源：HHMI官網）

　　研究人員表示，這一發現可能帶來治療特定神經疾病的精準療法。例如，有些癲癇患者需要接受手術來切除大腦中的病灶來防止癲癇的發作。使用化學遺傳學，醫生可以使用準確靶向這一區域神經元的藥物來抑制神經元的活性，從而以侵襲性更小的方法來治療這些癲癇患者。

　　一家名為Redpin Therapeutis的初創公司已經獲得了這一技術的開發授權，將開始進行臨床前研究。我們期待這一技術未來能夠進入臨床試驗，幫助患者解除他們的病痛。