“老药新用”，利托那韦改正肌张力停滞小鼠

撰文 | 易

责编 | 翊竑

肌张力停滞（dystonia）是自动肌与拮抗肌紧缩不和谐或过分紧缩引起的以肌张力特别的行动和姿势为特性的活动停滞综合征，具有不自主性和连续性的特点。依据病因可分为原发性和继发性。原发性肌张力停滞与遗传有关。继发性肌张力停滞包罗一大组疾病，有的是遗传性疾病（如肝豆状核变性、亨廷顿舞蹈病、神经节苷脂病等），有的是由外源性身分引起的（如围生期伤害、熏染、神经稳固药物）。在全部情势中，肌张力停滞是仅次于帕金森病和特发性震颤的第三大最常见的活动停滞。

DYT1（DYT-TOR1A）是一种格外严峻的早发性肌张力停滞情势。通常是在儿童早期产生，一旦症状显现，就会连续不停，造成大量的累积残疾。现在，没有耐受性精良和高效的口服治疗药物，通常情形下，必要在专门的三级保健中间接纳侵入性要领来充实操纵症状，比方肉毒杆菌毒素注射和深部脑刺激。是以，具有改进疾病症状的口服药物的判定将转变当前的治疗格式。

2021年8月18日，美国杜克大学Nicole Calakos在Science Translational Medicine期刊上颁发题为 The HIV protease inhibitor, ritonavir, corrects perse brain phenotypes across development in mouse model of DYT-TOR1A dystonia 的论文，在DYT1早发性满身性肌张力停滞模子上，基于hTorsinA错误定位，通过前期开辟的高通量高内在要领在NCATS药物库的2816种化合物中，判定到ritonavir（利托那韦），一种HIV卵白酶按捺剂，可以改正模子小鼠多种脑表型特别，评释ritonavir是具有改进肌张力停滞的强力候选药物。

DYT1 TorsinA卵白的错误定位偏向已在跨多个细胞体系的多项研究中观看到。ΔE TorsinA错误定位偏向也被观看到，并与卵白质是否表达为融合卵白无关。基于野生型和ΔE hTorsinA卵白定位的这种差别，作者在前期已开辟了一种高通量、高内在的检测要领，并乐成应用于全基因组RNAi筛选。在本研究中，作者筛选了包罗2816种药物的NCATS库，发觉了18种化合物切合设定的尺度。此中一种HIV卵白酶按捺剂（HIV protease inhibitor, HIV PI）ritonavir（利托那韦）较为惹人瞩目，由于它的已知靶标不存在于检测细胞系中，而卵白质稳态和综合应激反响（ISR）中形貌的脱靶机制与肌张力停滞发病机制历程相干。颠末一系列确证明验，与细胞毒性试验筛选后，ritonavir仍旧是体现最好的化合物之一。

图1. CellTiter-Glo (CTG)检测差别化合物处置惩罚对细胞活力的影响

图2. Ritonavir对DYT1 hTorsinA错误定位及细胞数目的量效曲线

通常，多巴胺通过 2 型多巴胺受体（D2R）导致强直性纹状体胆碱能中心神经元（striatal cholinergic interneurons, SCIs）活性低落。然而，在DYT1小鼠模子及别的几种模子中，SCI对D2R冲动剂的反响是放电率增添而不是低落，评释SCI失调大概是肌张力停滞更常见的特性。在本研究中，作者利用模仿人DYT1肌张力停滞基因型的敲入小鼠（Tor1a+/ΔGAG）测试了ritonavir在体外急性应用于脑切片的作用。在盲态下将急性脑切片与溶剂或ritonavir一路预孵育1至4小时，举行SCIs的细胞附着记载以评估D2R冲动剂（quinpirole）调治的放电率。效果评释，与溶剂对比组相比，ritonavir明显转变了D2R SCI反响。SCI内涵愉快性的丈量评释，ritonavir的作用大概是通过转变行动电位动力学、减慢和加宽行动电位波形来产生的。这些效果阐明，脑构造在体外急性袒露于ritonavir足以使与肌张力停滞相干的D2R SCI病理生理正常化。

进一步，作者测试了ritonavir在满身和慢性给药条件下的作用。由于早期发育是小鼠和人类遍及髓鞘形成和微布局发育的时期，作者选择早期发育窗口用ritonavir举行治疗，以测试ritonavir对大脑微布局的影响。效果评释，ritonavir对小鼠举行早期围产期治疗会导致与DYT1基因型相干的脑微布局缺陷的恒久正常化。连同神经生理学效果，动物模子研究表现ritonavir在差别治疗条件下对DYT1模子小鼠的改正作用，对体外治疗的急性反响和在分离的围产期窗口中恒久给药后连续的成年期影响。

最终，作者剖析ritonavir发挥作用的分子机制。起首，查抄了8种FDA答应的HIV PI和一种相干雷同物（cobicistat）是否具有雷同成效，发觉这9种HIV PI中只有5种淘汰了ΔE hTorsinA错误定位，评释ritonavir的活性被很多但不是全部的HIV PI共享。而且，作者发觉这5种药物中，只有ritonavir表现了具有最好的成效且最轻的细胞毒性。因为这些HIV PI开辟用于按捺病毒编码的卵白酶，在本文利用的细胞中没有表达，阐明ritonavir具有的肌张力停滞治疗成效来自于其脱靶机制。整合应激反响（integrated stress response, ISR），一个高度守旧的生化途径，可在细胞应激源以及进修和影象情况中遍及调治eIF2α的卵白质合成。作者发觉ISR活性有助于ritonavir的作用。

总之，在这项研究中，作者利用开辟的检测DYT1 hTorsinA错误定位的高通量高内在筛选要领，从含2816种化合物的NCATS药物库中，判定了ritonavir，一种HIV卵白酶按捺剂，可以改正成熟大脑中的纹状体胆碱能中心神经元生理性能，并在分离的早期发育窗口时期提供扩散张量磁共振成像信号的连续改正，且其成果与ISR激活相干。这些临床前效果将ritonavir确定为具有改进肌张力停滞症状的候选药物。