科學家們正在設計一種新型藥物，模仿呼吸稀薄“山間空氣”的生理益處。
每日服藥提供的持續低氧可以挽救患有嚴重疾病的人的生命代謝性疾病，如利氏綜合症。
來自格拉德斯通研究所、加州大學舊金山分校和製藥公司 Maze Therapeutics 的美國研究小組報告稱，這種名為 HypoxyStat 的新藥可將大腦中氧氣過多的小鼠的壽命延長 4 倍。
在他們的概念驗證實驗中，即使將這種藥物給予處於神經退行性疾病晚期的小鼠，這種藥物也能發揮作用，這些小鼠的大腦損傷廣泛，一些動物處於死亡的邊緣。晚期損傷得到逆轉，運動、肌肉無力和協調性喪失得到改善。
利氏綜合症是一種罕見的進行性疾病，線粒體無法足夠快地利用身體的氧氣。組織中的氧氣積聚會導致損傷並最終導致細胞死亡。患有利氏綜合症的兒童經常死亡在生命的最初幾年內。只有大約 20% 的人能活到 20 歲。
通常，除 2% 外的所有其他人吸入的氧氣最終進入人體的線粒體——因其利用氧氣產生能量的能力而被稱為細胞的“發電站”。但在高海拔地區，身體會發生變化，氧氣會減少。不那麼容易交付從血液到組織。
在開創性的2016年實驗研究人員發現，對於利氏綜合徵小鼠模型來說，生活在低氧環境中不僅可以防止大腦損傷；它也扭轉了它。對小鼠的進一步研究2017年和2019年證實了這些顯著的成果。
目前尚不清楚利氏綜合症患者對低氧環境是否有同樣的反應。但加州大學舊金山分校 (UCSF) 的生物化學家 Isha Jain 和她的同事已經在探索一種通過藥物模擬這些效應的方法。
與一些運動員在參加高海拔比賽訓練時在低壓艙中睡覺不同，一種可以讓身體像在高山上一樣運作的藥物幾乎可以整天發揮作用，讓人們可以自由地在室內或室外進行日常活動。
“讓每個患有這種疾病的患者搬到山區是不現實的，”說Jain 是所有三篇論文以及當前研究的作者。
“但這種藥物可能是一種可控且安全的方法，可以為患者帶來同樣的好處。”
Jain 之前是 Maze Therapeutics 的顧問，該公司贊助了這項 HypoxyStat 研究，她擁有與缺氧治療相關的專利。
她和她的同事假設，通過讓紅細胞在血液中攜帶更多的氧氣，，進入身體組織的氧氣量將會減少。
2017年，研究人員成立一種名為 GBT-440 或 Voxelotor 的藥物，可以增加紅細胞蛋白血紅蛋白與氧的結合力。
當 Jain 和她的由生物化學家 Skyler Blume 領導的團隊將人類紅細胞與 GBT-440 一起孵育時，他們注意到這些細胞對血紅蛋白的親和力增加了 75%。
受到研究結果的鼓舞，研究人員發現了另一種化合物，如 GBT-440，並將其命名為 HypoxyStat。
使用 HypoxyStat 治療的 Leigh 綜合徵小鼠的腦損傷顯著減少，如下圖綠色損傷標記所示。
即使在疾病的後期，每天服用這種藥物也能大大延長小鼠的壽命，並逆轉大腦的廣泛損傷。
該研究的作者表示：“這種逆轉高級病理學的能力使 HypoxyStat 和相關化合物成為線粒體疾病有希望的治療候選者，而早期診斷和乾預往往具有挑戰性。”得出結論。
研究小組目前正在探索 HypoxyStat 的第二代版本，它可以更好地轉化為靈長類動物模型或人類。
“基於氣體的疾病療法確實是獨一無二的，能夠將它們裝入藥物中是一個新的、不尋常的概念，”說耆那教。 “我們很高興看到這一充滿希望的戰略將我們帶向何方。”
該研究發表於細胞。
