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阿尔茨海默病(AlzheimersDisease,AD)是常见的以进行性认知障碍为主要临床症状的神经退行性疾病,80岁以上老年人中AD发病率高达20%。AD的病理学特征以细胞外淀粉样肽(β-Amyloidpeptide,Aβ)大量沉积为主的老年斑(Senileplaques,SP)、tau蛋白异常磷酸化造成的神经纤维缠结(Neurofibrillarytangles,NFT)和大量胆碱能神经元退行性变为标志。胆碱酯酶抑制剂(Acetylcholinesteraseinhibitors,AChEIs)是目前治疗AD的首选药物,但是仅能改善AD症状,不能逆转AD的病理进程。因此,寻找和开发既能改善AD症状又能干预AD病理进程的药物是研究者们关注的焦点。 Bis-Mep是基于多靶点导向配体策略设计、可同时抑制乙酰胆碱酯酶(Acetylcholinesterase,AChE)催化位点(Catalytictriadsite,CAS)和外周阴离子位点(Peripheralanionicsite,PAS)的自主原创的新型双配基候选药物。前期体外实验结果表明,Bis-Mep不仅具有强大的AChE抑制活性(IC50=3.9nM),还可以抑制AChE诱导的Aβ聚集(IC50=16.6μM)。本研究聚焦于Bis-Mep的双靶点作用特性,深入研究Bis-Mep对AD的症状改善和疾病修饰作用及其机制。 本研究采用LC-MS/MS法测定Bis-Mep不同给药方式后的血浆和脑内的药物浓度,比较并选择最佳的给药途径;应用Morris水迷宫实验评价Bis-Mep对两种不同机制的AD模型动物认知障碍的改善作用;运用免疫组织化学、蛋白电泳、电镜技术等方法探讨Bis-Mep对AD模型动物的疾病修饰作用;运用LC-MS/MS法、高内涵药物筛选系统、定量PCR、蛋白电泳和免疫荧光技术等探讨Bis-Mep对AD症状改善和疾病修饰作用及其调控机制。 结果表明:Bis-Mep口服不易吸收,而皮下给药其生物利用度为86.4%,血脑屏障穿透力强,脑内药物浓度高,选用皮下给药作为后续的药效学研究给药途径。Bis-Mep(100ng/kg)皮下给药明显改善东莨菪碱诱导的急性胆碱能障碍模型小鼠的认知障碍,作用强于阳性对照药石杉碱甲(1mg/kg,i.p)。并且,Bis-Mep(1μg/kg)皮下给药14天后明显改善衰老型AD模型8月龄快速老化小白鼠(SAMP8)的认知障碍,作用强于阳性对照药石杉碱甲(1mg/kg,i.p),并能够剂量依赖性地抑制SAMP8小鼠脑内AChE活性、提高ACh含量,表明Bis-Mep能够显著改善AD症状,作用机制与其提高中枢胆碱系统的功能有关。Bis-Mep(1μg/kg)皮下给药不仅明显减少SAMP8小鼠脑内Aβ的沉积,通过下调糖原蛋白激酶3β、降低tau蛋白的异常磷酸化水平,还可修复Wnt信号通路拮抗神经细胞损伤及退行性变、维护突触结构和功能,其作用优于阳性对照药石杉碱甲(1mg/kg,i.p),证实Bis-Mep可明显改善AD病理进程。进一步的体外实验研究发现,Bis-Mep(1nM)可抑制SH-SY5YAPp695细胞β-分泌酶活性、调节APP代谢、减少Aβ40生成,同时拮抗Aβ寡聚体对大鼠原代神经元的神经毒性作用,揭示Bis-Mep改善AD病理进程的作用与其调节APP代谢、拮抗Aβ寡聚体所致神经元毒性损伤等有关。 综上,自主原创的新型双配基候选药物Bis-Mep,不仅能够明显改善AD症状,还能干预AD病理进程,其作用明显强于或优于现有AD治疗药物石杉碱甲。并且,Bis-Mep皮下给药脑内药物浓度高,作用强且剂量小,非常适合开发成为更符合AD长期临床治疗需要的长效皮下埋植剂。本研究为Bis-Mep多靶点治疗AD的药用前景提供了详实的实验依据,也为Bis-Mep更进一步开发为候选新药提供有力支持。