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研究名称:神经元膜蛋白FAM171A2介导毒性α突触核蛋白纤维摄取并驱动帕金森病的发生发展
发表期刊:《科学》(Science,影响因子:45.8)
通讯作者:郁金泰,袁鹏,刘聪
第一作者:吴凯敏
主要作者单位:复旦大学附属华山医院,复旦大学脑转化研究院,中国科学院生物化学交叉研究中心
帕金森病尚无延缓疾病进展的治疗手段。针对这一难题,本研究基于人工智能(AI)大数据驱动和多学科交叉协作研究新范式,从0到1发现全球首个延缓帕金森病原创新靶点FAM171A2。基于该靶点开发药物有望延缓帕金森病的发生发展,构建帕金森病标本兼治新体系。
帕金森病是第二常见的神经退行性疾病,但目前仍缺乏有效延缓疾病进展的治疗策略。复旦大学附属华山医院郁金泰联合合作团队,基于大规模人群队列分析发现全新未知功能FAM171A2基因位点变异显著增加帕金森病发病风险,并与患者脑内α-突触核蛋白聚集密切相关;体内外实验进一步证实FAM171A2可作为病理性α-突触核蛋白的神经元膜受体,促进其在神经元内的异常聚集和跨神经元传播。基于AI技术,团队鉴定了FAM171A2蛋白与α-突触核蛋白的相互结合界面,并利用虚拟药物筛选技术从7173种小分子中找到了可抑制两蛋白结合的小分子Bemcentinib,该小分子在体内外模型均显示了对帕金森病的潜在干预效果。这些发现表明FAM171A2有望成为首个阻断帕金森病进程的治疗新靶点。研究成果于2025年2月21日发表于国际期刊《科学》(Science,影响因子:44.8)。
围绕这一工作,研究团队已申请国际发明专利1项,相关成果获评“两院院士评选2025年中国十大科技进展”“2025年中国神经科学重大进展”,并受邀在The innovation期刊撰写综述。目前,团队正基于这一具有自主知识产权的原创新靶点,积极推动帕金森病治疗新药的研发和开展临床前研究,致力于推动从源头创新到临床转化的落地,以期为帕金森病提供有效的疾病修饰疗法。
帕金森病是最常见的运动障碍性疾病,在我国人口老龄化持续加深的社会背景下,其发病率与患病率逐年攀升,不仅给患者及家属带来沉重负担,更造成了严峻的社会与医疗压力。目前,帕金森病的临床治疗仍以多巴类药物、脑深部电刺激等对症干预手段为主,这类方法仅能暂时缓解患者运动迟缓、震颤等症状,无法从根本上延缓病程进展,更难以实现疾病根治。
尽管学界早已明确,病理性α-突触核蛋白在脑内的异常聚集是驱动帕金森病发生、发展的核心关键环节,但过去20年间,全球范围内直接靶向α-突触核蛋白各种病理形式的临床试验,几乎全部以失败告终。在此背景下,突破传统治疗瓶颈,寻找全新“对因”干预策略,成为帕金森病研究领域迫在眉睫的重要课题。
长期以来,帕金森病相关研究多采用“假说驱动”的传统范式:研究者先提出科学假说,再通过基础实验验证假说可行性,最终推进临床转化。这一模式在科研发展中曾发挥重要作用,取得了一系列显著成效,但同时也存在明显局限——过度依赖原有知识体系,易陷入研究盲区,且基础研究向临床应用的转化成功率偏低。针对这一痛点,我们团队创新采用“AI驱动+大数据+多学科交叉协作”的全新研究范式,以“数据驱动”为核心,突破传统研究局限,成功发掘出一款具有全新未知功能的新基因FAM171A2。随后,通过一系列严谨的实验验证与分子机制解析,我们明确该基因编码的蛋白可作为病理性α-突触核蛋白的膜受体并介导其跨神经元传播,为帕金森病发病机制提供了全新视角。
为进一步明确FAM171A2蛋白是否适合作为帕金森病药物干预的全新靶点,我们依托AI技术预测出FAM171A2蛋白的三维结构,并以此为基础,在7000余种小分子化合物中进行筛选,最终成功找到种可靶向该蛋白的小分子化合物bemcentinib。后续体外细胞实验与体内动物实验均证实,bemcentinib能够有效抑制FAM171A2与病理性α-突触核蛋白的结合,为帕金森病的“对因治疗”提供了潜在候选药物。
这项突破性研究成果的取得,离不开多学科交叉融合的创新研究团队的通力协作。团队成员涵盖神经科学、放射学、生物信息学、数学、基因治疗、药学、免疫学等多个核心领域,从社区与临床队列的建设、海量数据的AI挖掘分析,到体内外分子机制的解析,再到小分子药物的筛选与临床转化前期研究,各领域研究者各司其职、协同发力,贡献了不可或缺的专业力量。
值得注意的是,我们目前的工作仅完成了帕金森病全新治疗路径从0到1的突破,距离实现技术转化从1到10、从10到100的跨越,仍有漫长的路要走。锁定FAM171A2这一关键靶点后,团队目前正聚焦该靶点,全力研发更高效、更安全的小分子药物与抗体药物,相关后续研究已取得积极进展。正如PD-1靶点之于肿瘤治疗,FAM171A2靶点不仅有望为帕金森病治疗带来革命性突破,未来还有可能应用于其他与α-突触核蛋白异常聚集相关的神经系统疾病。随着我国人口老龄化程度不断加剧,帕金森病、阿尔茨海默病等神经系统退行性疾病,正日益严重地威胁着老年人群的身心健康与生活质量。我们将持续依托已建立的大规模人群队列,深化“数据驱动+AI+多学科交叉”的创新研究范式,不断挖掘更多神经系统退行性疾病的精准治疗靶点,力争让这些困扰老年群体的重大疾病,逐步实现可防、可诊、可治的目标。
复旦大学附属华山医院神经内科医师,主要研究方向为神经退行性疾病的发病机制和干预策略研究。
主持国家级青年人才项目、国自然青年基金、博士后面上项目等。相关研究成果以第一作者发表在Science、The innovation等杂志。
国家高层次人才特聘教授、新基石研究员、尚思学者,主任医师、博士生导师,复旦大学科学技术研究院副院长,复旦大学附属华山医院神经内科副主任,国家神经疾病医学中心(华山)认知障碍方向带头人,复旦大学神经病学研究所及认知障碍研究所常务副所长,中华医学会神经病学分会青年副主委。
长期从事阿尔茨海默病和帕金森病等神经退行性疾病的防诊治临床和研究工作,主持科技创新2030-“脑科学与类脑研究”重大项目、教育部中央高校科技领军人才团队项目、国家自然科学基金重点/卓越研究群体/面上/重大研究计划项目等,牵头制定了阿尔茨海默病循证预防国际方案,成果以通讯作者身份发表在Cell、Science等权威期刊。荣获树兰医学青年奖、中华医学科技奖青年科技奖等奖项。
复旦大学神经退行性疾病精准诊治产教研协同育人创新团队,依托复旦大学附属华山医院神经内科顶尖临床平台,整合复旦大学脑科学转化研究院、类脑研究院等多学科优势资源组建而成,是一支多交叉、高水平的融合创新团队。团队由郁金泰教授担任带头人,程炜教授、袁鹏教授、崔梅教授等为骨干成员,现有核心成员30余人,专业覆盖临床神经病学、神经病理学、生物医学工程、人工智能等多个领域。团队聚焦阿尔茨海默病等重大神经退行性疾病,围绕精准诊治与转化开展系统性研究,先后承担国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等多项国家级课题。团队以 “临床—基础—AI” 深度交叉为鲜明特色,运用人工智能构建疾病早期预警模型,开展原创性靶点研发,着力推动神经退行性疾病诊疗向 “早发现、精诊断、准干预” 的精准医学模式升级。
每一项临床研究都倾注着研究团队的心血结晶。学习过后,您是否有所收获?或有疑问想与主创团队分享?请在评论区留言,期待与您交流!
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