新疗法实现阿尔茨海默病症状的显著逆转

  • 2023 - 12 - 26
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在最近一期《衰老生物学》(Aging Biology)杂志上,来自宾夕法尼亚大学医学院(Perelman School of Medicine at the University of Pennsylvania,Penn Med)的研究团队深入探讨了一种名为 4-苯基丁酸 (4-phenylbutyrate,PBA) 的化合物的作用。这种特殊的脂肪酸分子被誉为抑制蛋白质积累的“化学伴侣”。在阿尔茨海默病模型小鼠的研究中,研究人员发现,注射 PBA 能够在动物大脑中恢复正常的蛋白质稳态(蛋白质调节过程),并显著改善其在标准记忆测试中的表现。值得注意的是,即使在病程发展至后期时进行注射,PBA 也能够发挥出显著的效果。

《Aging Biology》杂志图

"通过全面优化神经元和细胞的健康状态,我们能够显著减缓或阻止疾病的发展。”该重大研究的首席研究员、神经医学副教授Nirinjini Naidoo博士说,“同时,减少蛋白质毒性(由于异常或错误折叠蛋白质的积累而对细胞造成的永久性损害)将有助于恢复一些先前丧失的大脑功能。

Nirinjini Naidoo 博士介绍图

阿尔茨海默病困扰着超过600万的美国人,预计到2060年,这一数字可能飙升至惊人的1,380万。除非医学界在减缓或治愈这种疾病方面取得重大突破,否则这一数字将继续上升。与其他神经退行性疾病相似,阿尔茨海默病的特点在于大脑中蛋白质聚集体的积累,并导致蛋白质稳态功能障碍。

先前的研究发现,PBA治疗能够改善模拟人类大脑衰老的小鼠的睡眠质量和认知测试表现,并有助于恢复正常蛋白质稳态。在此项新研究中,研究人员深入探究了PBA对阿尔茨海默病模型小鼠的影响。这些小鼠被称为APPNL-G-F小鼠,它们的大脑中异常蛋白质聚集物堆积,导致突触丧失和严重的记忆障碍,与阿尔茨海默病患者的症状相似。

首先,研究团队揭示了这些小鼠确实存在蛋白质稳态机制功能紊乱的现象,这包括长期激活的未折叠蛋白反应过程,以及相对较低水平的天然聚集预防“伴侣”蛋白,即结合免疫球蛋白(BiP)或 Hspa5。

未折叠蛋白反应的长期激活过程图

接着,研究生 Jennifer Hafycz 从早期生命阶段便对小鼠进行了 PBA 治疗,并发现这种治疗有助于恢复小鼠与记忆相关的关键脑区的正常蛋白质稳态迹象。此外,这种治疗还恢复了小鼠在标准记忆测试中区分移动和静止物体的能力(否则这种能力会被削弱)。研究团队还发现,即使在中年阶段开始治疗,也能达到类似的效果,包括逆转记忆缺陷。

PBA 治疗原理图

在早期和中年阶段对小鼠进行治疗,显示出能够有效抑制形成阿尔茨海默病中最为明显的蛋白质聚集体(也就是β-淀粉样斑块)的过程。而在治疗后期,不仅抑制了这一过程,而且淀粉样蛋白斑块的数量也显著减少。PBA作为一种潜在的阿尔茨海默病治疗方法,其优点在于能够轻松进入大脑血流,并且已被美国食品和药物管理局(FDA)批准用于治疗其他与阿尔茨海默病无关的代谢紊乱。这一发现为阿尔茨海默病的治疗提供了新的思路和途径,值得进一步研究和探讨。

参考文献:Jennifer M. Hafycz et al, Early and Late Chaperone Intervention Therapy Boosts XBP1s and ADAM10, Restores Proteostasis, and Rescues Learning in Alzheimer's Disease Mice, Aging Biology (2023).