近畿大学研究人员发现,口服精氨酸(一种天然存在的氨基酸)能够抑制阿尔茨海默病动物模型中的淀粉样蛋白β(Aβ)聚集并缓解神经症状。他们的研究结果突显了精氨酸作为阿尔茨海默病及其他蛋白质错误折叠相关神经退行性疾病的潜在安全且经济的治疗候选物。
阿尔茨海默病(AD)是一种进行性神经退行性疾病,是全球痴呆症的主要病因之一,目前尚无明确治愈方法。尽管最近开发了针对淀粉样蛋白β(Aβ)的抗体疗法,但其临床效果仍然有限。这些治疗可能成本高昂并引起免疫相关副作用,凸显了对更安全、负担得起且广泛可及的治疗方法的需求,以减缓AD的进展。
在一项新研究中,近畿大学及合作机构的研究人员发现,口服精氨酸(一种天然存在的氨基酸和安全的化学伴侣)能有效抑制AD动物模型中的Aβ聚集及其毒性作用。研究人员强调,尽管精氨酸作为非处方膳食补充剂可获得,但本研究中使用的剂量和给药方案是为研究目的优化的,并不对应于市售配方。
研究团队包括近畿大学医学院神经病学系的大阪研究生藤井香奈子(Kanako Fujii)和长井义孝教授(Yoshitaka Nagai),以及近畿大学生命科学研究所的大阪副教授竹内敏英(Toshihide Takeuchi)。
研究人员首先通过体外实验表明,精氨酸可以浓度依赖性方式抑制Aβ42聚集的形成。基于这些发现,团队在两个已建立的AD模型中评估了口服精氨酸:
- 一个表达具有北极突变(E22G)的Aβ42的果蝇模型
- 一个携带三个家族性AD突变的AppNL-G-F基因敲入小鼠模型
在两个模型中,精氨酸给药显著减少了Aβ积累并缓解了Aβ诱导的毒性。
“我们的研究表明,精氨酸可以在体外和体内抑制Aβ聚集,”长井义孝教授(Yoshitaka Nagai)解释道。“这一发现令人兴奋之处在于,精氨酸已知在临床上安全且廉价,使其成为阿尔茨海默病治疗重定位的极具前景的候选物。”
在小鼠模型中,口服精氨酸显著降低了脑内淀粉样斑块沉积并降低了不溶性Aβ42水平。此外,接受精氨酸治疗的小鼠表现出行为表现改善,并减少了与神经炎症相关的促炎细胞因子基因的表达,神经炎症是AD的关键病理特征之一。这些结果表明,精氨酸的保护作用不仅限于聚集抑制,还包括更广泛的神经保护和抗炎作用。
“我们的发现为开发针对由蛋白质错误折叠和聚集引起的神经退行性疾病的精氨酸基策略开辟了新的可能性,”长井义孝教授指出。“鉴于其优异的安全性和低成本,精氨酸可能迅速转化为阿尔茨海默病及其他相关疾病的临床试验。”
这项研究强调了药物重定位——将现有安全化合物重新用于新的治疗用途——作为通往可及阿尔茨海默病治疗方法的有效途径。由于精氨酸已在日本临床使用,并显示出高安全性和脑渗透性,它可能克服传统药物开发面临的几个早期障碍。
研究人员指出,需要进一步的临床前和临床研究来确定这些治疗效果是否可以在人类中复制,并建立最佳给药方案。尽管如此,目前的研究结果提供了令人信服的概念验证,即简单的营养或药物补充可以减轻淀粉样蛋白病理并改善神经学结果。
这项研究不仅加深了我们对Aβ聚集动态的理解,还突显了一种易于实施且具有成本效益的策略,最终可能使受AD影响的全球日益增长的人口受益。
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