c-Jun抑制通过JNK通路缓解iPSC来源感觉神经元化疗神经毒性

《Cell Death Discovery》：c-Jun inhibition mitigates chemotherapy-induced neurotoxicity in iPSC-derived sensory neurons

本研究针对化疗所致周围神经病变(CIPN)缺乏有效防治策略的临床难题，聚焦转录因子c-Jun在介导多种化疗药物神经毒性中的核心作用。研究人员利用人iPSC来源感觉神经元模型，发现紫杉醇(PTX)、长春新碱(VCR)、硼替佐米(BTZ)和顺铂(CDDP)均可诱导c-Jun磷酸化(p-c-Jun)上调，而JNK抑制剂SP600125能显著改善神经元存活率、轴突完整性与电生理功能。该研究为c-Jun靶向治疗CIPN提供了临床前证据，发表于《Cell Death Discovery》。

　　

化疗神经毒性研究的新突破：c-Jun成为多药物致周围神经病变的共同靶点

每年全球有数百万癌症患者接受化疗，其中高达三分之二会遭遇一种令人困扰的并发症——化疗所致周围神经病变(CIPN)。患者常表现为手脚麻木、刺痛感、异常性疼痛等症状，严重时甚至导致化疗方案调整或终止，直接影响抗癌治疗效果。尽管紫杉醇、长春新碱、硼替佐米和顺铂等常用化疗药物的神经毒性已被广泛认知，但其背后共同的分子机制一直不明，临床上更是缺乏有效的防治手段。

长期以来，研究人员试图揭示不同化疗药物引起神经毒性的共同通路。背根神经节中的感觉神经元由于缺乏血脑屏障保护，易受化疗药物攻击，但各种药物作用机制各异，使得寻找通用防护靶点变得异常困难。近年来，转录因子c-Jun作为应激反应的关键调节因子，在神经退行性疾病和神经损伤中的作用逐渐受到关注，然而其在CIPN中的具体角色尚不明确。

为此，柏林夏里特医学院的研究团队在《Cell Death Discovery》上发表了最新研究成果，他们利用创新性的人诱导多能干细胞来源感觉神经元(iPSC-DSN)模型，系统研究了c-Jun在四种常见化疗药物诱导的神经毒性中的作用，并探索了靶向干预的可行性。

关键技术方法概述

研究团队采用来自两名女性捐赠者(BIHi264-A和BIHi265-A细胞系)的iPSC，通过小分子抑制剂分化为成熟感觉神经元(≥40天)。通过免疫荧光和高内涵筛选分析c-Jun表达和轴突完整性；蛋白质印迹法检测c-Jun和磷酸化c-Jun水平；实时荧光素酶活性测定细胞活力；微电极阵列记录电生理活动；RNA测序进行转录组分析。所有实验均设多重重复，统计学处理采用非参数检验。

c-Jun表达与化疗神经毒性的直接关联

研究人员首先观察到，四种化疗药物处理iPSC-DSN 72小时后，均能引起明显的形态学改变和c-Jun表达上调。通过免疫荧光定量分析发现，c-Jun的表达增加呈现剂量依赖性：紫杉醇(PTX)在10nM浓度、长春新碱(VCR)在10-100nM浓度、硼替佐米(BTZ)在10nM和100nM浓度、顺铂(CDDP)在1-10μM临床适用浓度下均能显著诱导c-Jun表达。

同时，神经丝轻链(Nfl)结构的形态学分析显示，轴突完整性受到明显破坏。与对照组相比，100nM PTX、10nM VCR或100nM CDDP处理后的神经元轴突膨体比例显著增加，而10nM BTZ处理组却出现下降，表明不同药物引起的轴突退化存在时程差异。

蛋白质印迹分析进一步证实，所有四种化疗药物都能增加总c-Jun和Ser73位点磷酸化c-Jun(p-c-Jun)的水平。尤为重要的是，当加入JNK抑制剂SP600125后，磷酸化c-Jun的水平在所有药物处理组均明显降低，成功建立了SP600125介导的c-Jun抑制模型。

c-Jun抑制对神经元存活和轴突完整的保护作用

为评估c-Jun磷酸化抑制对神经毒性的影响，研究团队进行了一系列细胞活力和轴突完整性实验。结果显示，SP600125能显著改善化疗药物处理的iPSC-DSN存活率：

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  100nM PTX处理72小时使细胞活力降至86.8%，而加入10μM SP600125后活力恢复至222%
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  100nM VCR处理48小时使活力降至46.2%，SP600125处理后剂量依赖性恢复至82.0%-154%
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  10nM BTZ处理48小时使活力降至58.2%，SP600125处理后恢复至78.8%-126%
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  10μM CDDP处理48小时使活力降至74.5%，SP600125处理后恢复至106%-174%

在轴突保护方面，SP600125能部分逆转PTX和BTZ引起的轴突膨体增加，但对VCR和CDDP诱导的轴突退化改善不明显，提示c-Jun主要参与部分药物引起的轴突退化过程。

值得注意的是，SP600125对MCF7乳腺癌细胞的抗增殖效果没有影响，甚至在10μM以上浓度能抑制癌细胞活力，表明c-Jun抑制可能选择性保护有丝分裂后的神经元而非癌细胞。

电生理功能的改善与网络同步性的恢复

微电极阵列(MEA)记录发现，化疗药物处理24小时后，iPSC-DSN的电生理活动发生显著改变。平均放电率(MFR)在VCR、BTZ和CDDP处理组明显降低，而PTX处理组保持不变，这与PTX可能增强神经元兴奋性的报道一致。

更为重要的是，反映爆发活动的参数——爆发内平均峰间隔(ISI)在所有药物处理组均增加，表明化疗药物干扰了神经元的正常爆发模式。同时，衡量网络连接和同步性的归一化互相关面积参数在药物处理组降低，显示神经元间同步性受损。

加入SP600125后，爆发内ISI趋于正常化，网络同步性在PTX、VCR和BTZ处理组得到改善(CDDP组除外)，表明c-Jun抑制有助于恢复感觉神经元的正常电生理特性和网络功能。

转录组学揭示c-Jun与神经损伤标志物的强相关性

RNA测序分析显示，JUN表达与神经应激反应(HRK、MAP3K14、GADD45A、WEE1)、炎症(ARID5A、NLRP12、C9、TNFRSF12A)和氧化应激(HMOX1)标志物呈强正相关(斯皮尔曼相关系数≥0.65)，而与脂质代谢(SQLE)和神经元兴奋性(GALR1、KCNK9)标志物呈负相关。

四种化疗药物单独处理均能上调JUN、ARID5A、MAP3K14、ATF3、GADD45A、HRK和TNFRSF12A的表达，而SP600125共处理可部分逆转这种上调。特别值得注意的是，SP600125能减弱PTX、BTZ或CDDP引起的WEE1上调，以及VCR、BTZ或CDDP引起的NLRP12和C9升高。

研究结论与意义

本研究通过多维度实验证实，c-Jun是多种化疗药物诱导感觉神经元毒性的关键下游介质。化疗药物通过激活c-Jun磷酸化，触发神经元凋亡、炎症和氧化应激反应，最终导致细胞死亡、轴突退化和电生理功能障碍。抑制c-Jun磷酸化不仅能改善神经元存活和轴突完整性，还能恢复正常的爆发活动和网络同步性。

转录组学数据进一步强化了c-Jun在协调神经损伤反应中的核心地位，其表达与多种损伤标志物高度相关。尽管c-Jun上游的JNK信号也可能参与其中，但c-Jun与损伤标志物的强相关性支持其作为不同化疗药物神经毒性的共同汇聚点。

这项研究不仅深化了对CIPN病理机制的理解，更重要的是为开发靶向c-Jun的神经保护策略提供了坚实的前临床证据。鉴于SP600125在保护神经元的同时不影响化疗药物的抗癌效果，c-Jun靶向治疗有望成为未来防治CIPN的新途径，改善癌症患者的生活质量和治疗依从性。

研究的创新性在于首次在人类iPSC来源感觉神经元模型中系统验证c-Jun across multiple drug types中的核心作用，并采用多种技术平台从分子到功能水平全面评估干预效果。未来研究可进一步探索JNK特异性通路或直接c-Jun调节在CIPN中的应用前景。