神經(jīng)藥理學(xué)研究進(jìn)展

武琦梅 ，葛建 *

（1. 上海華匯拓醫(yī)藥科技有限公司，上海 201203；2. 浙江華海藥業(yè)股份有限公司，浙江 臨海 317000）

1 阿爾茨海默病

1.1 發(fā)病機(jī)制及早期診斷

阿爾茨海默?。ˋlzheimer’s disease，AD）是一種常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病，由于AD的病因及發(fā)病機(jī)制尚不明確，迄今仍沒有針對AD的特異性治愈方法。目前認(rèn)為，以現(xiàn)有的診斷方式發(fā)現(xiàn)的AD患者，大都處于疾病晚期，難以進(jìn)行有效干預(yù)，這是現(xiàn)有AD治療策略失敗的原因之一。因此，發(fā)現(xiàn)新的生物標(biāo)志物對AD早期精確診斷和干預(yù)治療至關(guān)重要。

有研究表明，AD患者大腦中的β-淀粉樣蛋白（amyloid-β peptide，Aβ）以可溶性 Aβ（sAβ）和不可溶性Aβ（insAβ）2種形式存在，sAβ出現(xiàn)在AD早期，且其神經(jīng)毒性顯著高于insAβ；sAβ選擇性小分子探針CRANAD-102在小鼠體內(nèi)成像實驗中可檢測4月齡AD轉(zhuǎn)基因小鼠腦中的sAβ，同時監(jiān)測小鼠腦中sAβ的濃度隨年齡的變化情況[1]。該研究為sAβ在AD病理進(jìn)程中的作用提供了新理論依據(jù)，也為AD治療藥物的開發(fā)提供了新思路。

在APPswe/PS1dE9轉(zhuǎn)基因AD小鼠與野生型同窩小鼠構(gòu)建的聯(lián)體共生模型中，源自轉(zhuǎn)基因AD模型小鼠的Aβ進(jìn)入循環(huán)并在野生型小鼠的腦中累積，野生型小鼠在12個月后出現(xiàn)Aβ斑塊、Tau異常磷酸化、神經(jīng)變性、神經(jīng)炎癥等癥狀[2]。在小鼠腹膜透析模型中，腹膜透析可以顯著清除APPswe/PS1dE9小鼠腦內(nèi)的Aβ沉積，緩解腦內(nèi)炎癥反應(yīng)，恢復(fù)腦內(nèi)微環(huán)境的穩(wěn)定，并改善腦內(nèi)AD相關(guān)病理指標(biāo)[3]。

通過對861名對照受試者、81名AD患者、70名血管性癡呆患者和13名額顳癡呆患者的樣品進(jìn)行血液硫胺素焦磷酸酯（TDP）、硫胺素單磷酸鹽（TMP）和硫胺素水平的檢測發(fā)現(xiàn)，硫胺素及硫胺素代謝酶是良好的AD診斷標(biāo)志物，敏感度為80.2%，特異度為87.2%，ROC曲線下面積為0.91[4]。為了闡明TDP的減少機(jī)制，研究者考察了自愿招募的45名AD患者與38名年齡和性別匹配的無癡呆對照者血中TDP、TMP和硫胺素的含量，以及硫胺素二磷酸酶（TDPase）、硫胺素單磷酸酶（TMPase）和硫胺素焦磷酸激酶（TPK）的活性。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，AD患者TDPase和TMPase活性明顯高于對照組，且血中TDP水平與TDPase活性呈負(fù)相關(guān)、與TPK活性呈正相關(guān)。因此，TDPase和TMPase活性增強(qiáng)可能是AD患者的TDP水平較低的原因[5]。上述研究為硫胺素代謝異常假說提供了依據(jù)，也提示調(diào)控硫胺素代謝酶活性是抗AD藥物開發(fā)的新方向。

1. 2 潛在治療靶點

1.2.3 RBO-PI4KⅢα復(fù)合物有研究揭示，磷酸肌醇及其代謝酶參與Aβ42代謝和AD的RBO（rolling blackout）、磷脂酰肌醇-4-激酶Ⅲα型（PI4KⅢα）和支架蛋白形成膜定位復(fù)合物，可調(diào)控膜磷脂酰肌醇-4-磷酸（PI4P）的水平。在表達(dá)Aβ42的果蠅模型中，下調(diào)RBO/EFR3-PI4KⅢα復(fù)合物的表達(dá)或抑制PI4KⅢα的酶活性能促進(jìn)細(xì)胞釋放Aβ42，減少果蠅模型中神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)的Aβ42積累，并減輕果蠅模型的神經(jīng)退行性變化[10]。該項研究提示RBO-PI4KⅢα可作為抗AD的潛在治療靶點。

1.2.4 硫胺素AD是硫胺素代謝異常誘發(fā)腦葡萄糖代謝障礙和多級聯(lián)病理生理反應(yīng)的代謝性疾病的假說得到一項研究的支持。該研究顯示，硫胺酸轉(zhuǎn)運體Slc25a19、硫胺素合成酶Tpk1及硫胺素載體Slc19a3這3種硫胺素代謝相關(guān)蛋白，與神經(jīng)系統(tǒng)疾病相關(guān)；在原代大鼠海馬神經(jīng)元中減少Tpk1、Slc25a19或Slc19a3的表達(dá)，可以顯著降低樹突復(fù)雜性，總樹突分枝尖端數(shù)（TDBTN）和總樹突分枝長度（TDBL）的變化與胞體大小的變小密切相關(guān)，表明硫胺素對胞體和樹突生長均有影響[11]。該研究結(jié)果進(jìn)一步支持了硫胺素代謝可能是AD的病因，也為以硫胺素為靶點開發(fā)抗AD藥物提供進(jìn)一步證據(jù)。

1.2.5 胰島素樣生長因子-1胰島素樣生長因子-1（IGF-1）和AD的關(guān)系被進(jìn)一步證實。研究發(fā)現(xiàn)，用IGF-1預(yù)處理，能夠以劑量依賴性方式抑制Aβ25-35誘導(dǎo)的細(xì)胞活力下降和細(xì)胞凋亡，同時，也抑制細(xì)胞中活性氧（ROS）的產(chǎn)生并增加抗氧化劑活性；進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)IGF-1通過PI3K/Akt-Nrf2信號通路，促進(jìn)Nrf2的核易位，并上調(diào)其下游基因HO-1的表達(dá)，清除ROS，從而保護(hù)細(xì)胞免受Aβ25-35誘導(dǎo)的細(xì)胞損傷，提示IGF是潛在的抗AD治療靶點[12]。

1.2.6 Rab5通過建立原代基底前腦膽堿能神經(jīng)元培養(yǎng)體系和神經(jīng)生長因子（nerve growth factor，NGF）在神經(jīng)元軸突內(nèi)逆向運輸動態(tài)觀測體系發(fā)現(xiàn)，在AD早期異常增多的APP及其代謝產(chǎn)物β-羧基末端片段（β-CTF，C99）可導(dǎo)致Rab5的活性增加；應(yīng)用Rab5顯性負(fù)性突變體——Rab5S34N抑制由APP或C99誘導(dǎo)的Rab5異常激活后，NGF信號軸突逆向運輸?shù)漠惓５玫斤@著改善[13]。該研究證實了AD中NGF信號軸突逆向運輸異常的機(jī)制可能是由異常積聚的APP或C99所誘導(dǎo)的Rab5異常激活所致，這為Rab5作為一種可能的抗AD

1.2.1 γ-分 泌 酶γ-分 泌 酶 是 淀 粉 樣 蛋 白 前 體 蛋 白（amyloid precursor protein，APP）經(jīng)過一系列蛋白酶切割產(chǎn)生Aβ沉淀的關(guān)鍵酶。γ-分泌酶由4個跨膜蛋白亞基組成，分別為早老素蛋白-1（PS1）、早老素增強(qiáng)子-2（presenilin enhancer-2，PEN-2）、前咽缺陷蛋白-1（anterior-pharynx-defective-1，APH-1）和單過性跨膜蛋白（nicastrin，NC-STN）。其中，編碼PS1的基因中有200多個突變與AD病人相關(guān)。采用高度純化的重組γ-分泌酶，檢測了138個AD來源的PS1突變對Aβ（Aβ42、Aβ40）產(chǎn)量的影響，結(jié)果顯示這些突變中約有90%可導(dǎo)致Aβ42和Aβ40的產(chǎn)量減少，同時有10%的突變可導(dǎo)致Aβ42/Aβ40的比率下降。但含有特定PS1突變的γ-分泌酶突變體剪切產(chǎn)生的Aβ42/Aβ40比率，與AD患者發(fā)病時的平均年齡無統(tǒng)計學(xué)上的顯著相關(guān)[6]。另一項研究使用突變的γ-分泌酶考察其對野生型γ-分泌酶活性的作用發(fā)現(xiàn)，突變的γ-分泌酶通過與野生型γ-分泌酶形成異寡聚體，對野生型γ-分泌酶的剪切活性發(fā)揮顯性失活效應(yīng)[7]。這也為進(jìn)一步理解γ-分泌酶在AD病程中的作用,以及該靶點是否具有藥物開發(fā)的價值提供了重要的理論依據(jù)。

1.2.2 Tau蛋白將果蠅α微管蛋白（α-tubulin）的第40位賴氨酸點突變?yōu)楣劝滨０泛?，研究發(fā)現(xiàn)模擬乙?；⒐芸梢愿纳芓au蛋白過表達(dá)導(dǎo)致的微管網(wǎng)絡(luò)和神經(jīng)突觸的發(fā)育異常。Tau蛋白過表達(dá)的果蠅發(fā)育到一定階段后，再在食物中加入組蛋白去乙?；?（histone deacetylase 6，HDAC6）的特異抑制劑，破壞的微管表型也能得到部分改善，表明在特定時期提高微管乙?；娇梢孕迯?fù)已破壞的微管網(wǎng)絡(luò)[8]。該研究揭示了Tau蛋白病發(fā)病過程中Tau蛋白破壞微管的機(jī)制，并為開發(fā)防治Tau蛋白相關(guān)疾病[包括一系列的神經(jīng)退行性疾病，如額顳葉癡呆（bvFTD）、遲滯型失語癥（PNFA）、詞義性癡呆（SD）等]的藥物提供了新思路。另一項研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)人類野生型Tau蛋白的小鼠，Tau蛋白異常累積激活鈣調(diào)神經(jīng)磷酸酶（CaN），進(jìn)而導(dǎo)致環(huán)磷腺苷效應(yīng)元件結(jié)合蛋白（cAMP response element binding，CREB）去磷酸化。使用FK506抑制CaN可以減弱Tau誘導(dǎo)的CREB失活，從而有效改善神經(jīng)突觸和記憶功能[9]。這項研究不僅揭示了AD記憶能力損傷的新機(jī)制，也提供了一個改善Tau蛋白病變的潛在治療靶標(biāo)。藥物的新靶點提供了強(qiáng)有力的實驗依據(jù)。

1.2.7 RGBA-1研究發(fā)現(xiàn)，秀麗隱桿線蟲的一種全新的神經(jīng)肽（RGBA-1）及其受體（NPR-28）編碼基因上存在單核苷酸多態(tài)性（single nucleotide polymorphism，SNP），這些遺傳多態(tài)性導(dǎo)致了野生型線蟲交配、進(jìn)食和運動等能力行為退化速度不同。RGBA-1神經(jīng)肽由膠質(zhì)細(xì)胞釋放，作用于5-羥色胺能和多巴胺能神經(jīng)元上NPR-28受體，抑制由煙酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）依賴的組蛋白去乙酰化酶SIR-2.1介導(dǎo)的線粒體應(yīng)激反應(yīng)，進(jìn)而調(diào)控線蟲衰老速度，該研究提示RGBA-1及其受體NPR-28可能成為抗AD的新型治療靶點[14]。

1.2.8 髓細(xì)胞觸發(fā)受體2髓細(xì)胞觸發(fā)受體2（triggering receptor expressed on myeloid cells 2，TREM2）的胞外可溶性片段（sTREM2）在AD患者的腦脊液中大量沉積，并與AD的病理特征tau蛋白水平密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，sTREM2通過調(diào)控PI3K/Akt激酶增強(qiáng)腦中小膠質(zhì)細(xì)胞的存活，并刺激核因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）介導(dǎo)的炎癥因子的釋放[15]。TREM2的缺失會顯著降低小膠質(zhì)細(xì)胞的存活及增殖能力，造成細(xì)胞周期停滯于G0/G1期并引發(fā)細(xì)胞凋亡。通過不同手段恢復(fù)TREM2缺失的小膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)的β-catenin蛋白水平，可顯著改善小膠質(zhì)細(xì)胞的存活狀態(tài)[16]。該研究表明，TREM2介導(dǎo)的Wnt/β-catenin通路是調(diào)控小膠質(zhì)細(xì)胞存活的重要因素，也為治療AD提供了一個新的潛在靶點。

1.3 治療藥物

1.3.1 槲皮素天然產(chǎn)物槲皮素可通過抑制載脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）的降解而非提高其轉(zhuǎn)錄水平，從而增加ApoE蛋白水平并影響Aβ的清除，在5xFAD AD小鼠模型中發(fā)現(xiàn)給予槲皮素可顯著降低insAβ水平及Aβ斑塊的數(shù)量，為開發(fā)天然產(chǎn)物抗AD提供了新的證據(jù)[17]。

1.3.2 TH006降低腦內(nèi)異常聚集的Tau蛋白是抗AD治療的重要策略，研究人員通過設(shè)計合成一系列包含Tau蛋白識別部分和E3連接酶結(jié)合部分等多個功能域的分子，可特異性下調(diào)Tau蛋白表達(dá)。在這些分子中篩選發(fā)現(xiàn)TH006活性最好，其通過增加Tau蛋白泛素化來誘導(dǎo)Tau蛋白降解。轉(zhuǎn)基因小鼠中的研究結(jié)果也證實TH006可以調(diào)節(jié)AD模型小鼠大腦中的Tau蛋白水平[18]。該研究不僅發(fā)現(xiàn)一種新的抗AD候選藥物，也進(jìn)一步證實了降低腦內(nèi)異常聚集的Tau是治療AD的重要策略。

2 帕金森病

2.1 病因及發(fā)病機(jī)制

許多臨床證據(jù)顯示，應(yīng)激狀態(tài)也可能會影響帕金森?。≒arkinson's disease，PD）的疾病進(jìn)程，但應(yīng)激在PD的發(fā)生發(fā)展過程中所扮演的角色目前仍不明確。利用攜帶致病突變A53T的α-突觸核蛋白的轉(zhuǎn)基因小鼠、采用慢性不可預(yù)知溫和刺激模擬日常生活的壓力，發(fā)現(xiàn)慢性溫和不可預(yù)知刺激處理可加速雄性A53T轉(zhuǎn)基因小鼠的病程進(jìn)展，但對同齡野生型小鼠沒有影響；同時慢性溫和不可預(yù)知刺激加速A53T轉(zhuǎn)基因小鼠病程進(jìn)展的現(xiàn)象具有性別差異，雌性小鼠對該刺激的敏感性較雄性小鼠弱；進(jìn)一步考察小鼠腦內(nèi)炎癥反應(yīng)發(fā)現(xiàn)，慢性溫和不可預(yù)知刺激誘導(dǎo)雄性A53T轉(zhuǎn)基因小鼠黑質(zhì)小膠質(zhì)細(xì)胞的激活和炎癥因子表達(dá)的增加是其誘發(fā)PD的可能原因[19]。

越來越多的證據(jù)表明：黑質(zhì)中的鐵沉積參與了PD的發(fā)病過程，但其機(jī)制仍不明確。研究使用原代多巴胺能神經(jīng)元和體外培養(yǎng)的SH-SY5Y細(xì)胞發(fā)現(xiàn)，鐵負(fù)載增加細(xì)胞中的α-突觸核蛋白和ROS的水平，但不影響細(xì)胞內(nèi)α-突觸核蛋白mRNA水平；同時，鐵負(fù)載顯著下調(diào)Beclin-1水平并降低磷脂酰乙醇胺共價結(jié)合型LC3（LC3-phosphatidylethanolamine conjugate，LC3Ⅱ）/胞漿型LC3（cytosolic form of LC3，LC3-Ⅰ）的比率；雷帕霉素處理后，鐵負(fù)載誘導(dǎo)的α-突觸核蛋白水平的增加顯著逆轉(zhuǎn)，ROS生成減少[20]。這些結(jié)果表明：自噬的抑制是由鐵負(fù)載誘導(dǎo)的α-突觸核蛋白的病理學(xué)改變的關(guān)鍵。

2.2 潛在治療靶點

2.2.1 Clk1Clk1（Clock 1）是合成輔酶Q必需的線粒體羥化酶。研究發(fā)現(xiàn)，小膠質(zhì)細(xì)胞中用小干擾RNA（small interfering RNA，siRNA）干擾Clk1表達(dá)，可以增強(qiáng)脂多糖（lipopolysaccharides，LPS）誘導(dǎo)的促炎反應(yīng)并促進(jìn)有氧糖酵解。抑制糖酵解，可以消除Clk1缺陷引起的炎癥反應(yīng)增強(qiáng)。相關(guān)機(jī)制研究表明：mTOR/HIF-1α和ROS/HIF-1α信號通路參與了Clk1缺陷誘導(dǎo)的有氧糖酵解。Clk1+/-小鼠給予神經(jīng)毒素MPTP（1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropyridin）造模后，多巴胺能（dopaminergic，DA）神經(jīng)元丟失的增加是由于小膠質(zhì)細(xì)胞炎癥反應(yīng)加劇所致，而不是MPTP的神經(jīng)毒作用[21]。該研究提示，可以通過調(diào)控Clk1抑制神經(jīng)炎癥以治療PD。

2.2.2 c-Abl非受體酪氨酸激酶c-Abl（abelson murine leukemia viral oncogene homolog 1）經(jīng)MPTP處理的小鼠紋狀體及黑質(zhì)致密部c-Abl被顯著激活，神經(jīng)元中特異性敲除c-Abl可以顯著減少MPTP導(dǎo)致的DA神經(jīng)元死亡；注射c-Abl抑制劑可以顯著減少MPTP誘導(dǎo)的神經(jīng)元死亡，并且顯著改善小鼠運動協(xié)調(diào)能力；在氧化壓力下，c-Abl主要激活下游底物p38α；p38α的抑制劑也能夠顯著抑制MPTP導(dǎo)致的DA神經(jīng)元的死亡及改善小鼠的運動協(xié)調(diào)能力[22]。這項研究顯示：開發(fā)特異性的能夠順利通過血腦屏障的c-Abl或p38α抑制劑在預(yù)防或治療PD中具有重要的應(yīng)用前景。

2.2.3 水通道蛋白4使用水通道蛋白4（aquaporin 4，AQP4）基因敲除小鼠和星形膠質(zhì)細(xì)胞-小膠質(zhì)細(xì)胞培養(yǎng)體系的研究發(fā)現(xiàn)，AQP4敲除可以促進(jìn)NF-κB的活化、白介素-1β（interleukin 1 beta，IL-1β）和腫瘤壞死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的產(chǎn)生。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，小膠質(zhì)細(xì)胞并不表達(dá)AQP4，AQP4缺陷引起的小膠質(zhì)細(xì)胞的活化是通過星形膠質(zhì)細(xì)胞與小膠質(zhì)細(xì)胞相互作用產(chǎn)生的[23]。另一項研究顯示：AQP4敲除小鼠和野生型小鼠對MPTP損傷的敏感性不同，野生型小鼠SNc區(qū)的DA神經(jīng)元比中腦腹側(cè)被蓋區(qū)（ventral tegmental area，VTA）的DA神經(jīng)元對MPTP的敏感性高，而AQP4敲除小鼠2個腦區(qū)的DA神經(jīng)元對MPTP的敏感性無差異，該結(jié)果表明：膠質(zhì)細(xì)胞的AQP4參與并導(dǎo)致SNc和VTA之間DA神經(jīng)元的易感性差異[24]。上述研究為以AQP4和膠質(zhì)細(xì)胞為抗PD靶點提供新的依據(jù)。

2.2.4 Atp13a2以Atp13a2基因缺失小鼠建立慢性MPTP/pPD小鼠模型，發(fā)現(xiàn)ATP13A2通過抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞Nod樣受體蛋白3（Nod-like receptor pyrin domain containing 3，NLRP3）炎癥小體的激活，抑制神經(jīng)炎癥反應(yīng)從而延緩PD進(jìn)程中DA神經(jīng)元損傷，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[25]。該結(jié)果表明：可以通過靶向調(diào)控星形膠質(zhì)細(xì)胞ATP13A2的表達(dá)或NLRP3炎癥小體的激活，調(diào)節(jié)PD病理進(jìn)程中神經(jīng)炎癥反應(yīng)的發(fā)生，為延緩PD病理進(jìn)程抗炎藥物的研發(fā)提供新的思路。

2.3 治療藥物

聚集形式的α-突觸核蛋白的累積與PD的發(fā)病機(jī)制相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)，銀杏內(nèi)酯B或白果內(nèi)酯預(yù)處理可保護(hù)SH-SY5Y細(xì)胞，抑制α-突觸核蛋白誘導(dǎo)的細(xì)胞活力降低，并在聚集的α-突觸核蛋白刺激后減少細(xì)胞凋亡[26]。銀杏內(nèi)酯B、白果內(nèi)酯可能作為抗PD的潛在候選化合物。

3 腦卒中

3.1 發(fā)病機(jī)制及潛在治療靶點

3.1.1 發(fā)動蛋白相關(guān)蛋白1CA3區(qū)神經(jīng)元對缺血耐受與缺血預(yù)處理（IPC）后神經(jīng)元對缺血耐受是2種重要的內(nèi)源性神經(jīng)保護(hù)機(jī)制。采用大鼠海馬神經(jīng)元氧糖剝奪（OGD）模型和四血管閉塞（4-VO）模型研究發(fā)現(xiàn)，在海馬CA3區(qū)局部缺血可選擇性誘導(dǎo)線粒體動力蛋白相關(guān)蛋白1（mtDrp-1）的表達(dá)；而在海馬CA1區(qū)mtDrp-1不受局部缺血的影響，但I(xiàn)PC可以誘導(dǎo)其表達(dá)上調(diào)。抑制發(fā)動蛋白相關(guān)蛋白1（dynamin-related protein 1，Drp-1），可以增加神經(jīng)元對OGD和全腦缺血的敏感性[27]。該結(jié)果表明：海馬CA3神經(jīng)元及IPC處理后神經(jīng)元中Drp-1表達(dá)增加，是海馬CA3神經(jīng)元和IPC后神經(jīng)元對缺血耐受的原因，提示Drp-1可以作為抗腦卒中的潛在治療靶點。

3.1.2 Nix研究利用敲除小鼠Parkin基因等多種手段，發(fā)現(xiàn)腦缺血復(fù)灌過程中并非Parkin介導(dǎo)線粒體自噬，而是神經(jīng)元中線粒體外膜蛋白Nix通過一種Parkin非依賴途徑介導(dǎo)了線粒體自噬。Nix通過第81位絲氨酸磷酸化激活了其介導(dǎo)的線粒體自噬，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用。該研究首次明確了Nix在腦缺血復(fù)灌過程中介導(dǎo)線粒體自噬的重要作用，為今后通過調(diào)控線粒體自噬進(jìn)而干預(yù)腦缺血損傷提供了潛在的靶點[28]。

3.1.3 Tau研究分別采用3月齡和12月齡的正常小鼠和tau基因敲除小鼠構(gòu)建缺血性腦卒中模型，發(fā)現(xiàn)在3月齡tau基因敲除小鼠中，Tau蛋白的缺失能夠緩解腦卒中發(fā)生后的損傷，但12月齡的tau基因敲除小鼠中腦卒中癥狀并未緩解；12月齡的小鼠注射鐵死亡抑制劑liproxstatin-1和ferrostatin-1后，損傷得到明顯改善[29]。該研究闡釋了Tau蛋白、缺血性腦卒中和鐵離子三者之間的聯(lián)系，提示通過調(diào)節(jié)Tau蛋白或鐵離子轉(zhuǎn)運是抗腦卒中的新治療方向。

3.2 治療藥物

3.2.1 益母草堿益母草堿（SCM-198）是一種從中藥益母草中提取并化學(xué)合成的單體。研究發(fā)現(xiàn)，在大鼠中動脈閉塞（tMCAO）模型中，用SCM-198處理能夠抑制血腦屏障（BBB）損傷進(jìn)而縮小梗死體積，改善神經(jīng)損傷；進(jìn)一步的研究表明SCM-198通過調(diào)節(jié)HDAC4/NOX4/MMP-9緊密連接途徑來保護(hù)BBB完整性，該研究結(jié)果進(jìn)一步確證SCM-198抗缺血性卒中作用的可靠性[30]。

3.2.2 P7C3-A20煙酰胺磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（nicotinamide phosphoribosyl transferase，Nampt）是缺血性腦卒中的一種新型治療靶點。研究使用原代神經(jīng)元氧糖剝奪/再灌注損傷模型和tMCAO模型，發(fā)現(xiàn)Nampt激動劑P7C3-A20通過增加腦組織內(nèi)NAD水平，發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用[31]。該研究為Nampt激活劑作為抗腦卒中藥物提供了進(jìn)一步證據(jù)。

3.2.3 甲磺酸萘莫司他甲磺酸萘莫司他（NM）是一種廣譜絲氨酸蛋白酶抑制劑，常用于治療炎性疾病。研究者在大鼠tMCAO模型中發(fā)現(xiàn)，給予NM可以縮小梗死面積，改善行為功能。機(jī)制研究表明，NM通過抑制NF-κB信號傳導(dǎo)通路和炎癥小體激活，降低促炎癥因子的表達(dá)，促進(jìn)抗炎因子的表達(dá)。此外，NM通過抑制MCP-1、ICAM-1、VCAM-1的表達(dá)顯著抑制炎癥細(xì)胞的浸潤[32]。遠(yuǎn)期藥效學(xué)結(jié)果顯示，NM治療可以縮小腦梗死體積，改善運動和認(rèn)知功能。機(jī)制研究表明：NM通過下調(diào)細(xì)胞周期素依賴蛋白激酶5（cyclin-dependent kinase 5，Cdk 5）活性和上調(diào)TrkB-ERK1/2-CREB通路，促進(jìn)神經(jīng)軸突和樹突再生[33]。

3.2.4 芬戈莫德芬戈莫德（FTY720）是治療多發(fā)性硬化癥的新型免疫抑制劑。在腦卒中模型中，給予FTY720可以減少模型動物神經(jīng)元細(xì)胞凋亡和缺血梗死體積，促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)。機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)TY720通過調(diào)節(jié)mTOR/p70S6K信號通路可有效減少神經(jīng)元自噬，從而減輕小鼠的缺血性腦損傷[34]。用雙側(cè)頸總動脈狹窄誘發(fā)慢性白質(zhì)缺血性損傷模型，發(fā)現(xiàn)FTY720可以減緩模型動物認(rèn)知能力下降并改善白質(zhì)損傷。機(jī)制研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)TY720通過抑制STAT3，使小膠質(zhì)細(xì)胞從M1轉(zhuǎn)變?yōu)镸2極化狀態(tài)，從而促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞的增加[35]。

4 抑郁癥

4.1 病因及發(fā)病機(jī)制

對421名重度抑郁癥患者和488名對照受試者采集的目前世界上最大的抑郁癥靜息態(tài)腦影像數(shù)據(jù)進(jìn)行深度分析后發(fā)現(xiàn)，抑郁癥能夠影響部分非獎賞功能相關(guān)的腦區(qū)——外側(cè)眶額皮層，并且這些區(qū)域與自我功能相關(guān)的腦區(qū)連接增強(qiáng)。此外，抑郁癥患者與獎賞相關(guān)的功能腦區(qū)——內(nèi)側(cè)眶額皮層，與負(fù)責(zé)記憶的腦區(qū)連接減弱。該研究首次精確定位了抑郁癥功能異常腦區(qū)，有助于更深入地了解抑郁癥的病理機(jī)制，可能為當(dāng)前抑郁癥臨床治療如精神藥物療法以及認(rèn)知行為療法等帶來新的變革[36]。

為更好研究和模擬人類抑郁癥，研究人員成功構(gòu)建了24 h束縛的新型抑郁癥小鼠模型。小鼠在24 h束縛發(fā)生35 d后，表現(xiàn)出了類似抑郁的行為，伴有大腦對葡萄糖吸收減少以及成體神經(jīng)干細(xì)胞的減少。表達(dá)譜差異分析發(fā)現(xiàn)，抑郁和其他精神疾病相關(guān)的基因在前額皮層（PFC）和海馬中均出現(xiàn)差異化表達(dá)。使用抗抑郁藥物氟西汀可以逆轉(zhuǎn)這種由長期束縛導(dǎo)致的類抑郁癥狀，該模型的成功開發(fā)為闡明抑郁病因及抗抑郁藥物的研發(fā)提供幫助[37]。

4.2 潛在治療靶點

4.2.1 Ephrin B2Ephrin B2（EphB2）受體是與突觸發(fā)育和成熟有關(guān)的酪氨酸激酶受體。研究發(fā)現(xiàn)，易受慢性社交失敗應(yīng)激影響的小鼠內(nèi)側(cè)前額葉皮層（mPFC）EphB2水平及其下游分子水平均顯著降低。在mPFC中注射EphrinB1-Fc激活EphB2受體，可以降低易感小鼠對應(yīng)激的敏感性，產(chǎn)生抗抑郁樣行為效應(yīng)。在mPFC中敲低EphB2受體可增加動物對慢性社交失敗應(yīng)激的易感性，誘發(fā)抑郁樣行為。機(jī)制研究表明：cofilin的磷酸化和離子型谷氨酸AMPA（α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid）受體轉(zhuǎn)運參與了該過程。這些結(jié)果表明EphB2可能是治療抑郁癥的潛在靶點[38]。

4.2.2 甘丙肽受體1研究人員分析了慢性溫和應(yīng)激大鼠抑郁模型不同腦區(qū)甘丙肽（GAL）及其2個受體（GALR1和GALR2）的轉(zhuǎn)錄本，發(fā)現(xiàn)中腦導(dǎo)水管周圍灰質(zhì)腹側(cè)（vPAG）的GALR1 mRNA顯著增多。敲低vPAG區(qū)域的GALR1，可以逆轉(zhuǎn)大鼠的抑郁癥行為。這項研究指出，大鼠的抑郁癥行為很可能與vPAG中GALR1表達(dá)水平升高有關(guān)，GALR1有望成為抗抑郁治療的新靶標(biāo)[39]。

4.2.3 TWIK相關(guān)的雙孔鉀通道-1TWIK相關(guān)的雙孔鉀通道-1（TWIK-related K+channel-1，TREK-1）是雙孔鉀離子通道（K2p）家族的重要成員。研究人員通過理論計算發(fā)現(xiàn)，TREK-1胞外結(jié)構(gòu)域存在一個動態(tài)空腔，是小分子TREK1抑制劑的潛在結(jié)合位點；開展靶向該動態(tài)空腔的藥物設(shè)計并獲得了TREK-1抑制劑；分子動力學(xué)模擬研究揭示，TREK-1抑制劑通過變構(gòu)調(diào)節(jié)的機(jī)制實現(xiàn)對通道胞外側(cè)的堵塞，進(jìn)而抑制通道；動物模型中慢性給藥實驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，TREK-1抑制劑起效時間明顯快于陽性藥氟西汀，TREK-1可能成為快速起效抗抑郁藥物治療的潛在靶標(biāo)[40]。

4.2.4 線粒體解耦聯(lián)蛋白2線粒體解耦聯(lián)蛋白2（UCP2）是位于線粒體內(nèi)膜上的載體蛋白家族成員。在UCP2敲除小鼠的慢性溫和不可預(yù)知刺激（CMS）模型中，發(fā)現(xiàn)UCP2敲除可加重CMS所致小鼠的抑郁樣癥狀，加重CMS抑制顆粒下區(qū)（the subgranular zone，SGZ）細(xì)胞增殖的作用和星形膠質(zhì)細(xì)胞的損傷；機(jī)制研究表明UCP2通過負(fù)調(diào)節(jié)NLRP3炎癥小體的活化并抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞中的ROS-TXNIP-NLRP3通路發(fā)揮抗抑郁作用[41]。該研究結(jié)果表明：UCP2通過調(diào)節(jié)星形膠質(zhì)細(xì)胞的炎癥反應(yīng)，在抑郁癥的發(fā)病機(jī)制中發(fā)揮重要作用，UCP2可能成為治療抑郁癥的潛在靶點。

4.2.5 5-羥色胺羥化酶研究結(jié)果顯示：抑郁癥大鼠腦組織的神經(jīng)細(xì)胞5-羥色胺羥化酶2（TPH2）基因啟動子甲基化顯著升高，造成TPH2基因表達(dá)降低，腦組織的5-羥色胺（5-HT）濃度減少，從而誘導(dǎo)抑郁癥的發(fā)生；帕羅西汀能改變TPH2基因啟動子甲基化程度，促進(jìn)TPH2基因表達(dá)和5-HT的合成[42]。該研究發(fā)現(xiàn)，抑郁癥發(fā)生過程中TPH2基因表觀遺傳學(xué)的改變，為設(shè)計全新機(jī)制的抗抑郁癥藥物提供理論基礎(chǔ)。

4.3 治療藥物

4.3.1 SOMCL-668 SOMCL-668是sigma-1受體的一種新型別構(gòu)調(diào)節(jié)劑。在CMS模型中，SOMCL-668可以在1周內(nèi)迅速改善動物快感缺失的癥狀，同時伴隨著海馬腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子（brain derived neurotrophic factor，BDNF）表達(dá)增加和糖原合成酶激酶3β（glycogen synthase kinase 3 beta，GSK3β）磷酸化水平增高。該研究結(jié)果顯示，SOMCL-668是一種新型的快速抗抑郁候選藥物，變構(gòu)調(diào)節(jié)sigma-1受體可能是新的抗抑郁藥物開發(fā)方向[43]。

4.3.2 越鞠丸近年來，作為快速抗抑郁藥氯胺酮及其作用機(jī)制成為該領(lǐng)域的研究熱點，但氯胺酮的成癮性和毒性限制了其臨床廣泛應(yīng)用。研究人員發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)中藥復(fù)方越鞠丸通過激活抑郁相關(guān)腦區(qū)PKA/CREB通路，可快速且持久誘導(dǎo)表達(dá)BDNF，發(fā)揮其抗快速抑郁作用；給予蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）抑制劑后，越鞠丸不能誘導(dǎo)BDNF表達(dá)，亦不能發(fā)揮抗抑郁作用，而氯胺酮快速抗抑郁作用不受影響[44]。該研究為利用傳統(tǒng)中醫(yī)藥用于快速抗抑郁的治療提供了新的思路。

5 其他神經(jīng)系統(tǒng)疾病

5.1 多發(fā)性硬化癥

研究發(fā)現(xiàn)，IL-17在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)作用于少突膠質(zhì)前體細(xì)胞，激活NOTCH信號通路，從而影響多發(fā)性硬化癥（MS）疾病的發(fā)生發(fā)展。使用特異的肽段阻斷IL-17RA和NOTCH1的相互作用，可以減輕小鼠實驗性變態(tài)反應(yīng)性腦脊髓炎（experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE）模型的癥狀。該研究提示，NOTCH抑制劑可能開發(fā)為多發(fā)性硬化癥的治療藥物[45]。

Kappa阿片受體（KOR）對少突膠質(zhì)前體細(xì)胞向少突膠質(zhì)細(xì)胞的分化非常重要。激活KOR可以促進(jìn)髓磷脂堿性蛋白（myelin basic protein，MBP）陽性的成熟少突膠質(zhì)的形成，促進(jìn)其對神經(jīng)軸突的包裹。在多發(fā)性硬化癥小鼠模型中，敲除KOR會導(dǎo)致疾病惡化，而用小分子化合物激活KOR則可通過促進(jìn)髓鞘再生以緩解病情。在藥物導(dǎo)致脫髓鞘動物模型中，激活KOR同樣有效，提示KOR可以作為多發(fā)性硬化癥治療的潛在靶點[46]。

5.2 疼痛

5.2.1 μ-阿片受體地佐辛是國內(nèi)廣泛應(yīng)用的阿片類鎮(zhèn)痛藥。研究發(fā)現(xiàn)，地佐辛鎮(zhèn)痛作用由激動μ-阿片受體（μ-opioid receptor agonist，MOR）和抑制去甲腎上腺素重攝取（noradrenaline reuptake inhibition，NRI）介導(dǎo)，即通過激動脊髓MOR（占60%）和NRI（占40%），而不涉及其他藥理學(xué)機(jī)制。研究也證明，抑制脊髓去甲腎上腺素重攝取與地佐辛產(chǎn)生較少的鎮(zhèn)痛耐受作用有關(guān)[47]。在MOR偏向性激動劑的研究中，新型氧雜螺環(huán)衍生物SHR9352可體外選擇性激活Gi通路，而不影響β-arrestin信號通路。在大鼠手術(shù)疼痛模型中，SHR9352能提高大鼠手術(shù)切口疼痛模型的閾值，而在小鼠腸蠕動實驗中，SHR9352不影響小鼠小腸推進(jìn)，提示該類化合物可以用于治療疼痛和疼痛相關(guān)疾病[48]。

5.2.2 Nav1.7一項研究根據(jù)單細(xì)胞RNA測序和功能異質(zhì)性將小鼠背根神經(jīng)節(jié)（DRG）的軀體感覺神經(jīng)元進(jìn)行分類。其中，小DRG神經(jīng)元分為一類低閾值機(jī)械感器和五類機(jī)械熱傷害感受器（MHN）。每種MHN又可進(jìn)一步分為2個亞類。大DRG神經(jīng)元被分為4個類型，包括表達(dá)neurexophilin-1的MHN和表達(dá)Baiap211的機(jī)械傷害感受器[49]。在不同類型的神經(jīng)元中，成年小鼠神經(jīng)系統(tǒng)中成纖維細(xì)胞生長因子13（fibroblast growth factor 13，F(xiàn)GF13）選擇性地在各類傷害性機(jī)械與熱感覺神經(jīng)元中高表達(dá)，在其他神經(jīng)組織和神經(jīng)元中表達(dá)水平較低；在背根節(jié)傷害性感覺神經(jīng)元中特異性地敲除FGF13基因的小鼠模型中，F(xiàn)GF13可以通過與Nav1.7的羧基端相互作用，調(diào)控?zé)嵬碵50]。該研究為痛覺理論體系增加了新的內(nèi)容，同時也提供了新的鎮(zhèn)痛藥物靶點。

5.2.3 胰高血糖素樣肽-1受體一項研究發(fā)現(xiàn)，胰高血糖素樣肽-1（glucagon-likepeptide-1，GLP-1）受體激動劑通過PKA依賴的p38β MAPK/CREB信號通路增加小膠質(zhì)細(xì)胞β-內(nèi)啡肽的表達(dá)，從而發(fā)揮其鎮(zhèn)痛作用[51]。另一項研究發(fā)現(xiàn)，IL-10的鎮(zhèn)痛作用是由脊髓小膠質(zhì)細(xì)胞釋放β-內(nèi)啡肽介導(dǎo)，而不是由IL-10的抗炎作用所導(dǎo)致。脊髓IL-10/β-endorphin鎮(zhèn)痛通路可被GLP-1受體激動劑及其他鎮(zhèn)痛藥或鎮(zhèn)痛療法激活[52]。這2項研究進(jìn)一步支持了GLP-1受體成為治療慢性疼痛的潛在新靶點。

5.3 焦慮

在臨床上，芳香療法可以有效緩解焦慮癥狀。依蘭精油在動物模型上體現(xiàn)出抗焦慮作用，但僅對雄性小鼠有效。其中，苯甲酸卞酯、芳樟醇、苯甲醇是其主要有效成分。研究還發(fā)現(xiàn)，依蘭精油的抗焦慮作用與小鼠腦區(qū)DA和5-HT系統(tǒng)有關(guān)，該研究為抗焦慮的治療提供了新的思路[53]。

6 神經(jīng)系統(tǒng)疾病的分子作用機(jī)制

6.1 蛋白異常聚集及自噬

一項研究運用X射線晶體衍射分析技術(shù)，成功解析了自噬受體OPTN（optineurin）/TANK結(jié)合激酶1（TANK-binding kinase 1，TBK1）復(fù)合物以及相關(guān)的TBK1/核小體組裝蛋白（nucleosome assembly protein 1，NAP1）復(fù)合物結(jié)構(gòu)。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，OPTN的E50K突變不僅能增強(qiáng)與TBK1的相互作用，而且還能改變OPTN在細(xì)胞內(nèi)的聚集狀態(tài)；在細(xì)胞內(nèi)，TBK1的E696K點突變能特異性地打破TBK1與OPTN的相互作用，但并不顯著影響TBK1與其他受體蛋白的相互作用[54]。此項研究為進(jìn)一步理解和闡明TBK1和OPTN相關(guān)的基因突變引起神經(jīng)退行性疾病的致病機(jī)制提供了重要的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。

另一項研究發(fā)現(xiàn)，磷酸化p38α在蛋白酶體損傷過程中可以調(diào)節(jié)自噬進(jìn)而影響細(xì)胞凋亡[55]。抑制p38α的磷酸化，LC3-Ⅱ蛋白水平升高，而自噬底物SQSTM1（sequestosome 1）蛋白水平降低，說明磷酸化p38α可負(fù)向調(diào)控自噬。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，抑制p38α的磷酸化可以抑制mTOR通路從而激活自噬，而激活的自噬減少了細(xì)胞凋亡。該研究闡述了磷酸化p38α在蛋白酶體損傷模型中自噬和凋亡之間的重要作用，為研究自噬和凋亡之間的關(guān)系提供了新的思路。

6.2 炎癥及免疫功能異常

一項最新研究發(fā)現(xiàn)，蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2可在NLRP3激活劑ATP、尿酸鹽結(jié)晶以及尼日利亞菌素等的刺激下，依靠線粒體定位基序向線粒體轉(zhuǎn)位；SHP2在線粒體外膜蛋白Tom20/Tom40復(fù)合物以及線粒體內(nèi)膜蛋白Tim23復(fù)合物的協(xié)助下，穿越線粒體外膜和內(nèi)膜，在線粒體基質(zhì)與線粒體內(nèi)膜蛋白ANT1結(jié)合，去磷酸化，從而穩(wěn)定線粒體膜電位，抑制線粒體DNA以及ROS的釋放、下調(diào)由此引發(fā)的NLRP3炎癥小體的過度活化[56]。該研究發(fā)現(xiàn)了機(jī)體精細(xì)調(diào)控炎癥反應(yīng)維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的一種機(jī)制，為炎癥相關(guān)疾病的防治提供了新的思路。

以中藥蘇木的關(guān)鍵活性成分蘇木酮A為分子探針的研究發(fā)現(xiàn)，蘇木酮A可通過直接作用于神經(jīng)小膠質(zhì)細(xì)胞中靶點蛋白IMPDH2的第140位半胱氨酸位點，誘導(dǎo)其發(fā)生變構(gòu)失活，進(jìn)而抑制下游NF-κB等炎癥相關(guān)信號通路，發(fā)揮抗神經(jīng)炎癥作用[57]。該研究的意義在于闡明了蘇木酮A抗神經(jīng)炎癥的直接靶點，也為靶向IMPDH的藥物設(shè)計提供了思路。

6.3 表觀遺傳調(diào)控異常

缺血預(yù)適應(yīng)是腦組織經(jīng)一次或多次短暫的、低于損傷性缺血的刺激后獲得的，是對隨后長時程、損傷性缺血耐受的一種保護(hù)性反應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，缺血預(yù)適應(yīng)通過calpain激活而導(dǎo)致HDAC3去乙酰化功能下調(diào)，激活內(nèi)源性保護(hù)機(jī)制，特異性上調(diào)保護(hù)性基因的表達(dá)[58]。該研究提出了一種新的HDAC亞型參與形成腦卒中損傷與保護(hù)的機(jī)制，為腦卒中神經(jīng)保護(hù)劑的開發(fā)提供新的思路和嘗試。

另一項在過表達(dá)A53T突變的α-突觸核蛋白的細(xì)胞（A53T細(xì)胞）和轉(zhuǎn)基因動物模型中的研究發(fā)現(xiàn)，HDAC4參與了神經(jīng)毒素和遺傳因素相互作用的過程[59]。研究證實，神經(jīng)毒素誘導(dǎo)A53T細(xì)胞損傷的過程是通過PKCε-HDAC4-CREB/MEF信號通路發(fā)揮作用。給予PKCε特異激動劑，可以阻止神經(jīng)毒素誘導(dǎo)A53T細(xì)胞損傷。

一項研究發(fā)現(xiàn)，慢性低氧處理后的APPswe/PS1dE9轉(zhuǎn)基因小鼠，表現(xiàn)出AD相關(guān)神經(jīng)病理表型的加重，空間學(xué)習(xí)記憶能力下降。表觀遺傳性分析表明，慢性低氧通過降低小鼠腦內(nèi)DNA甲基轉(zhuǎn)移酶3β[DNA(cytosine-5-)-methyltransferase 3 beta，DNMT3β]的表達(dá)來降低基因組DNA甲基化的水平，并下調(diào)γ剪切酶組分相關(guān)基因啟動子區(qū)域的甲基化水平，從而進(jìn)一步影響這些基因在蛋白水平的表達(dá)。通過表觀遺傳學(xué)干預(yù)，上調(diào)DNMT3β可以逆轉(zhuǎn)這些改變[60]。

O-GlcNAc糖基化修飾是一種細(xì)胞內(nèi)普遍存在、動態(tài)可逆的蛋白質(zhì)翻譯后修飾現(xiàn)象。研究發(fā)現(xiàn)，NAD依賴的組蛋白去乙酰化酶SIRT1第549位的絲氨酸有O-GlcNAc修飾，O-GlcNAc修飾可增加SIRT1與底物蛋白的親和力，且使脫乙?；富钚栽黾?。進(jìn)一步研究表明，在應(yīng)激條件下細(xì)胞內(nèi)SIRT1的O-GlcNAc修飾顯著增加，并促進(jìn)其對p53、FOXO3等靶蛋白的脫乙?；瘡亩l(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用。該研究發(fā)現(xiàn)O-GlcNAc修飾是SIRT1抵抗應(yīng)激的分子開關(guān)，提示O-GlcNAc修飾可能成為抗老年癡呆癥的新靶點[61]。

7 結(jié)語

近年來隨著我國神經(jīng)藥理學(xué)研究隊伍不斷壯大、科研水平不斷提升，中國學(xué)者在神經(jīng)藥理基礎(chǔ)研究和新藥開發(fā)方面均取得了較好的成果。在基礎(chǔ)科研領(lǐng)域，許多重要靶點的結(jié)構(gòu)成功解析，新的作用機(jī)制不斷被發(fā)現(xiàn)；在轉(zhuǎn)化及新藥研發(fā)方面，越來越多新的疾病生物標(biāo)志物及有較高臨床價值的候選化合物被發(fā)現(xiàn)。然而，將這些研究成果轉(zhuǎn)化進(jìn)入臨床，仍有大量的技術(shù)難題需要解決。相信隨著未來學(xué)科間密切合作，臨床轉(zhuǎn)化研究不斷深入，中國學(xué)者將在AD、腦卒中等國際治療難題中有巨大突破，開創(chuàng)中國中樞神經(jīng)系統(tǒng)疾病創(chuàng)新藥物研發(fā)的新篇章。