肌萎縮性嵴髓側(cè)索硬化癥(ALS)是一種致命的多系統(tǒng)退化性疾病,可用的治療極少。然而,最近的一些研究表明,以免疫學(xué)為基礎(chǔ)的治療有希望的結(jié)果。他們的研究結(jié)果表明,依魯替尼治療顯著延緩了 SOD1 G93A 小鼠 ALS 樣癥狀的發(fā)作,表現(xiàn)為存活時(shí)間的延長(zhǎng)和行為障礙的減少。依魯替尼治療通過(guò)增加肌肉/體重和減少肌肉壞死來(lái)顯著減少肌肉萎縮。依魯替尼-尼布治療也顯著降低了 ALS 小鼠的髓質(zhì),運(yùn)動(dòng)皮層和脊髓中可能由 mTOR/Akt/Pi3k 信號(hào)傳導(dǎo)介導(dǎo)的促炎細(xì)胞因子產(chǎn)生,IBA-1和 GFAP 表達(dá)。總之,研究表明依魯替尼可以通過(guò) mTOR/Akt/PI3K 調(diào)節(jié)靶向炎癥和肌肉萎縮來(lái)延緩 ALS 發(fā)作,延長(zhǎng)生存時(shí)間,減緩ALS 進(jìn)展。
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由于ALS是病因不明確、病程進(jìn)展迅速的罕見(jiàn)病,早發(fā)現(xiàn)、早治療,對(duì)ALS的治療,延緩疾病的發(fā)展,具有潛在的現(xiàn)實(shí)意義。本實(shí)驗(yàn)采用預(yù)防性給藥的策略,在SOD1小鼠6周齡時(shí)開(kāi)始給藥,直至19周齡為止,評(píng)估Ibrutinib對(duì)ALS的保護(hù)作用,并且探究Ibrutinib對(duì)生存率的影響。
2023年6月16日,北京大學(xué)深圳研究生院李書(shū)鵬實(shí)驗(yàn)室在神經(jīng)藥理學(xué)雜志Journal of Neuroimmune Pharmacology上發(fā)表論文伊魯替尼通過(guò)調(diào)控 PI3K/AKT/mTOR 信號(hào)通路延緩神經(jīng)退行性疾病ALS的發(fā)生。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果(Fig. 1)表明,經(jīng)過(guò)預(yù)防性給藥,在19周齡時(shí),各實(shí)驗(yàn)組小鼠的體重相比野生型小鼠,并無(wú)明顯下降,提示Ibrutinib可能對(duì)ALS病程的發(fā)展具有一定的延緩作用。此外爬桿實(shí)驗(yàn)和抓力實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明, 單獨(dú)給予Ibrutinib或者聯(lián)合給藥后,爬桿時(shí)間明顯下降)且四肢抓力顯著增加。另外在本次的生存率評(píng)估中,聯(lián)合使用Ibrutinib和Riluzole可延長(zhǎng)SOD1小鼠生存期。
Fig.1 伊魯替尼改善ALS小鼠疾病癥狀
研究表明,在ALS的發(fā)生和發(fā)展過(guò)程中,小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥以及它們與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元之間的相互作用對(duì)疾病的發(fā)展影響重大。在ALS患者和突變型SOD1小鼠模型的脊髓和運(yùn)動(dòng)皮層等病變組織中出現(xiàn)大量小膠質(zhì)細(xì)胞和星形膠質(zhì)細(xì)胞的活化增殖,T淋巴細(xì)胞的浸潤(rùn)以及各種炎癥因子的產(chǎn)生,因此,本實(shí)驗(yàn)采用Western blotting技術(shù)檢測(cè)脊髓、運(yùn)動(dòng)皮層和延髓中GFAP和Iba1的蛋白水平。
結(jié)果(Fig. 2)表明,SOD1小鼠的脊髓、運(yùn)動(dòng)皮層和延髓中的GFAP和Iba1的表達(dá)水平顯著升高,提示此時(shí)運(yùn)動(dòng)皮層和延髓中存在大量活化的星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞,而單獨(dú)給予Ibrutinib或者聯(lián)合給藥后,明顯降低GFAP和Iba1的表達(dá),說(shuō)明Ibrutinib可能通過(guò)抑制星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞的過(guò)度活化,減少它們帶來(lái)的損害作用。
Fig.2 伊魯替尼降低ALS小鼠膠質(zhì)細(xì)胞標(biāo)志物的表達(dá)
研究發(fā)現(xiàn),PI3K/AKT信號(hào)在介導(dǎo)神經(jīng)炎癥和炎性反應(yīng)的過(guò)程中起重要作用。PI3K可與生長(zhǎng)因子受體(如EGFR)結(jié)合,通過(guò)改變AKT的蛋白結(jié)構(gòu),并使其活化,并以磷酸化作用激活或抑制下游底物的活性,從而調(diào)節(jié)細(xì)胞的增殖、分化、凋亡以及遷移等過(guò)程。mTOR是PI3K/AKT的下游靶點(diǎn),調(diào)節(jié)機(jī)體代謝。為探究PI3K/AKT/mTOR信號(hào)通路在ALS疾病的發(fā)生和病情發(fā)展中的作用,本實(shí)驗(yàn)采用Western blotting技術(shù)檢測(cè)脊髓、運(yùn)動(dòng)皮層和延髓中該信號(hào)的蛋白表達(dá)水平。
結(jié)果表明,在SOD1小鼠的脊髓、延髓和運(yùn)動(dòng)皮層中,PI3K/AKT/mTOR信號(hào)表達(dá)明顯異常,其磷酸化蛋白水平顯著下降,提示該信號(hào)通路異常在ALS的病程發(fā)展中起著重要作用,而單獨(dú)給予Ibrutinib或者聯(lián)合給藥后,磷酸化蛋白水平明顯增加,接近恢復(fù)正常水平,表明Ibrutinib通過(guò)介導(dǎo)PI3K/AKT/mTOR信號(hào)途徑,調(diào)節(jié)炎癥因子的水平,從而改善ALS的癥狀。
Fig.3 伊魯替尼上調(diào)ALS小鼠PI3K/AKT/mTOR信號(hào)
鄭程尤(右一,北京大學(xué)深圳研究生院博士研究生)為該論文的第一作者,李惟芬(左一,北京大學(xué)與華中科技大學(xué)協(xié)和深圳醫(yī)院聯(lián)合培養(yǎng)博士后)為該論文的共同第一作者,北京大學(xué)李書(shū)鵬教授(左五)為該論文的通訊作者。
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