艺术家印象:淀粉样蛋白斑块(橙色)在神经元(蓝色)上累积。(selvanegra/Getty Images)
一种新型化学化合物在治疗阿尔茨海默病方面显示出前景。该化合物在阿尔茨海默病大鼠模型中的效果令人印象深刻,发现它的生物化学家们急于推进人体试验。
阿尔茨海默病的一个特征是大脑中β-淀粉样蛋白斑块的累积。虽然这些斑块是导致疾病症状的原因还是仅仅是副作用尚不明确,但它们仍是治疗研究的主要焦点。
鉴于目前阿尔茨海默病的治疗选择仅限于缓解症状,寻找能真正从根源上解决疾病的药物竞赛正在进行中。
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这种新化合物通过去除大脑中有害β-淀粉样蛋白斑块中的过量铜来发挥作用。
“大约十年前,国际研究开始指出铜离子作为β-淀粉样蛋白斑块聚集物的影响,”巴西ABC联邦大学的生物化学家吉塞勒·塞奇亚罗解释说。
“研究发现,细胞中铜转运相关的遗传突变和酶的变化可能导致铜在大脑中累积,促进这些斑块的聚集。因此,铜稳态[平衡]的调节已成为阿尔茨海默病治疗的一个焦点。”
这种新化合物可以去除β-淀粉样蛋白团块中的过量铜。(ACS化学神经科学)铜累积并不总是阿尔茨海默病患者的问题:一些患者实际上在大脑中经历这种必需金属的缺乏。但对于那些确实有过量的患者,科学家长期以来一直怀疑将大脑铜水平恢复正常可能有助于改善某些症状,特别是氧化应激引起的脑损伤。
研究团队测试了九种化合物中的哪一种能最好地从脑斑块中提取铜。这些化合物——八种亚胺(含有碳-氮双键的有机化合物)和一种基于喹啉的化合物——首先进行了虚拟的“计算机模拟”实验,结果显示两种亚胺(研究人员标记为L09和L10)和基于喹啉的化合物(此处称为L11)是适合治疗的候选者。
计算机测试表明,这三种化合物应该能够穿过血脑屏障(任何脑内治疗的一个必要障碍),并可能作为口服药片给予患者。
接下来,实验室培养的小鼠脑细胞暴露于每种候选化合物24小时,以测试其毒性。化合物L11对细胞造成的损伤最大,并显示出加剧氧化应激的迹象:这不是一个好兆头。
与此同时,L09和L10显示出相对较低的毒性,同时保护细胞的脂质和DNA免受通常与β-淀粉样蛋白堆积相关的氧化应激损伤。
在所有这些确立之后,是时候在阿尔茨海默病动物模型中测试这些化合物了,该模型通过向大鼠注射链脲佐菌素以杀死其胰岛素生成的β细胞,导致其大脑累积β-淀粉样蛋白团块。
这些实验确定化合物L10是未来人体临床试验的领先候选者。除了恢复海马体(大脑中以短期和长期记忆功能而闻名的区域)的正常铜水平外,该化合物还显著减少了神经炎症和氧化应激。用这种化合物治疗的大鼠在设计用于测试其空间记忆的迷宫活动中表现也好得多。
相比之下,化合物L09和L11在所有测量中影响要弱得多。
塞奇亚罗和团队热衷于推进临床测试,这将更清楚地了解这种治疗对全球估计5500万阿尔茨海默病患者的可行性。
“这是一种极其简单、安全且有效的分子,”塞奇亚罗说。“我们开发的这种化合物比现有药物便宜得多。因此,即使它只对部分人群有效,由于阿尔茨海默病有多种病因,它将代表对当前治疗选择的巨大进步。”
这项研究发表在《ACS化学神经科学》期刊上。
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