靶向组织蛋白酶 B：神经系统溶酶体贮积病治疗新希望

为探索神经系统溶酶体贮积病（LSDs）治疗策略，加拿大 CHU Ste-Justine 研究中心的研究人员开展组织蛋白酶 B（CTSB）对 LSDs 影响的研究，发现抑制 CTSB 可改善疾病症状，为相关疾病治疗提供新方向。

　　神经系统溶酶体贮积病（LSDs）是一类因溶酶体功能障碍引发的遗传性代谢疾病，约三分之二的患者会出现神经系统症状。在这些患者的大脑中，神经元会出现淀粉样蛋白聚集等异常情况，这与成人神经退行性疾病存在相似之处，如帕金森病、阿尔茨海默病（AD）等。然而，目前针对这类疾病的治疗手段极为有限，对于像粘多糖贮积症 IIIC 型（MPS IIIC）和唾液酸贮积症（sialidosis）等疾病，尚无临床批准的特效疗法，基因疗法也难以逆转有症状患者的中枢神经系统（CNS）病变，因此迫切需要开发新的治疗策略。

为了寻找新的治疗靶点和方法，加拿大 CHU Ste-Justine 研究中心的研究人员开展了一系列研究。他们聚焦于组织蛋白酶 B（CTSB），旨在探究其在神经系统 LSDs 发病机制中的作用，以及抑制 CTSB 是否能改善疾病进程。

研究人员通过对 MPS IIIC（Hgsnat-Geo 和 Hgsnat^P304L）、sialidosis（Neu1^ΔEx3）小鼠模型以及 MPS 患者的研究，取得了一系列重要成果。

1. CTSB 在疾病模型中的异常表达与定位：研究发现，在 MPS IIIC 和 sialidosis 小鼠模型的大脑皮质中，CTSB 的成熟 25-kDa 形式水平显著增加，酶活性也明显上升。免疫组化和免疫荧光分析表明，CTSB 主要在大脑体感皮层 IV - V 层的锥体神经元中过表达，且出现异常的细胞质定位，这可能是由于溶酶体膜通透性改变，导致 CTSB 从溶酶体泄漏到细胞质中。在 MPS 患者的皮质组织中，也检测到 CTSB 活性和蛋白水平显著增加14。
2. CTSB 与淀粉样蛋白沉积和 APP 加工的关联：在过表达 CTSB 的锥体神经元中，硫代黄素 S（thioflavin-S）染色显示出明显的荧光增强，且与 β- 淀粉样蛋白（Aβ）抗体染色区域共定位，表明这些神经元中存在淀粉样蛋白积累。同时，在相关小鼠模型中，检测到 16-kDa C 末端 Aβ 片段水平升高，这意味着 APP 的淀粉样生成加工增强。这些数据表明，CTSB 的大量增加与 APP 的淀粉样生成加工以及 Aβ 聚集沉积密切相关23。
3. 基因敲除和药物抑制 CTSB 的效果：通过培育 Ctsb 基因缺失的 Hgsnat^P304L/Ctsb^-/-小鼠，研究发现其皮质锥体神经元中硫代黄素 S/Aβ 双阳性聚集物、错误折叠的线粒体 ATP 合酶亚基 C（SCMAS）和 GM2 神经节苷脂水平显著降低，且 LC3⁺和 P62⁺斑点消失，表明 CTSB 缺失阻断了淀粉样蛋白生成，恢复了自噬通量。使用不可逆的可穿透血脑屏障的 CTSB 抑制剂 E64 对 Hgsnat^P304L小鼠和 sialidosis 小鼠进行慢性治疗，也得到了类似的结果。E64 治疗不仅减少了皮质神经元中的淀粉样蛋白沉积，还改善了 Hgsnat^P304L小鼠的行为异常，如过度活跃和焦虑减轻566。

研究人员在开展研究时，主要运用了以下关键技术方法：

1. 动物实验：使用多种已有的小鼠模型，包括 MPS IIIC 的 Hgsnat-Geo、Hgsnat^P304L模型，sialidosis 的 Neu1^ΔEx3模型等，并培育了新的 Hgsnat^P304L/Ctsb^-/-小鼠模型。
2. 免疫组化和免疫荧光技术：用于检测小鼠大脑组织中 CTSB、Aβ、SCMAS 等蛋白的表达和定位情况。
3. 酶活性测定和免疫印迹：测定 CTSB 的酶活性，以及检测相关蛋白的表达水平。
4. 行为分析：通过开放场（OF）测试评估小鼠的行为变化。

综上所述，该研究证实了在神经系统溶酶体贮积病 MPS IIIC 和 sialidosis 中，锥体神经元中 CTSB 的二次诱导会导致淀粉样蛋白沉积和错误折叠蛋白的积累。抑制 CTSB 活性能够部分改善 MPS IIIC 小鼠的行为缺陷和 CNS 病理变化。这一研究成果为神经系统 LSDs 的治疗提供了新的潜在药物靶点 ——CTSB，CTSB 抑制剂 E64 有望成为治疗 MPS IIIC 及其他相关神经系统 LSDs 的有效药物，具有重要的临床转化价值。不过，研究也指出，E64 治疗可能需要与其他减少神经免疫反应的疗法联合使用，以更有效地治疗进行性神经病变，相关研究仍在继续。