新型AMPK激动剂ENERGI通过改善突触可逆性挽救自闭症模型小鼠行为缺陷

《Molecular Neurobiology》：AMPK Activation by ENERGI Ameliorates Behavioral and Synaptic Deficits in a Mouse Model of Autism

本研究针对自闭症谱系障碍(ASD)核心症状缺乏有效治疗药物的临床困境，探讨了新型AMPK激活剂ENERGI在丙戊酸(VPA)诱导的ASD小鼠模型中的治疗潜力。研究发现，7天ENERGI饮水给药可显著改善ASD小鼠的社交缺陷、重复行为和焦虑样行为，并逆转海马突触可塑性异常、树突棘密度增加和树突分支异常。机制研究表明ENERGI通过激活AMPK磷酸化并调控PSD95和GluA2突触蛋白表达发挥治疗作用，其疗效相当于临床候选药物D-环丝氨酸(DCS)，且在改善树突棘形态方面更具优势。该研究为AMPK靶向治疗ASD提供了新的实验依据。

　　

在神经科学领域，自闭症谱系障碍(ASD)始终是一个充满挑战的研究课题。这种神经发育障碍以社交互动缺陷和重复刻板行为为核心症状，影响着全球约1%的人口。令人遗憾的是，目前美国FDA批准的唯一两种ASD治疗药物——利培酮和阿立哌唑，仅能缓解易激惹等伴随症状，对核心症状的改善效果有限。更棘手的是，现有药物往往伴随嗜睡、锥体外系反应等副作用，使得患者长期用药面临重重障碍。这种治疗困境的背后，是ASD高度异质性的病理机制，其中突触调控异常被认为是关键环节。

面对这一挑战，研究者将目光投向了AMP活化蛋白激酶(AMPK)——这一细胞能量感受器在维持突触完整性和功能中扮演着重要角色。有趣的是，来自竹子提取物的嘌呤类似物ENERGI，被证实能够剂量依赖性地增强AMPK Thr172位点磷酸化。那么，这一特性是否能为ASD治疗带来新的曙光？发表在《Molecular Neurobiology》上的最新研究给出了令人鼓舞的答案。

研究人员采用丙戊酸(VPA)诱导的ASD小鼠模型，通过饮水给药方式给予ENERGI，系统评估了其对行为学、突触结构和功能的多维度影响。在技术方法上，研究团队运用了三室社交测试、大理石埋藏实验、高架十字迷宫等行为学范式；通过电生理记录检测长时程增强(LTP)和长时程抑制(LTD)；采用高尔基染色分析树突棘密度和形态；并利用Western blot和qPCR技术检测AMPK磷酸化及突触相关蛋白表达。

ENERGI改善ASD模型小鼠的行为缺陷

研究结果显示，ENERGI治疗呈现明显的时间依赖性效应。在3天、5天和7天的治疗过程中，ENERGI逐渐逆转了VPA诱导的ASD小鼠的社交缺陷。特别是在7天治疗组，小鼠在三室社交测试中对陌生鼠的探索时间显著增加，社交偏好指数恢复正常水平。在重复行为方面，大理石埋藏实验表明7天ENERGI治疗显著减少了埋藏弹珠的数量。同时，开放场地实验和高架十字迷宫测试揭示ENERGI有效缓解了ASD小鼠的焦虑样行为，表现为在中心区域的停留时间延长和开放臂探索时间增加。

ENERGI恢复海马突触结构和功能

在细胞水平上，研究发现了更为深刻的改变。高尔基染色显示，VPA诱导的ASD小鼠海马CA1区椎体神经元出现树突棘密度增加，其中蘑菇型脊柱数量显著上升。ENERGI治疗从第3天开始就显著降低了脊柱密度，到第7天完全逆转了蘑菇型脊柱的异常增加。Sholl分析进一步表明，ENERGI特异性改善了基底树突（而非顶树突）的过度分支现象。

电生理记录提供了功能层面的证据：VPA模型小鼠海马Schaffer侧支-CA1通路的LTP异常增强，LTD受损。ENERGI治疗7天后，这两种突触可塑性异常均得到显著改善。更重要的是，LTP/LTD的改变与社交行为改善程度呈显著相关，提示突触可塑性恢复与行为改善之间存在内在联系。

ENERGI与DCS的疗效比较

与临床候选药物D-环丝氨酸(DCS)相比，ENERGI表现出独特的优势。虽然两种药物在改善ASD核心行为症状和恢复突触可塑性方面效果相当，但ENERGI在逆转树突棘形态异常方面显著优于DCS。特别值得注意的是，ENERGI治疗恢复了VPA诱导的AMPK磷酸化水平下降和PSD95蛋白表达升高，而DCS仅影响突触GluA2水平。这种机制差异可能解释了ENERGI在结构重塑方面的优越性。

分子机制探讨

在分子机制层面，研究发现VPA诱导的ASD小鼠海马组织中AMPK磷酸化水平降低，PSD95蛋白和mRNA表达升高，突触部位GluA2蛋白水平增加。ENERGI治疗可逆转这些异常变化，而DCS仅能调节GluA2水平。这表明ENERGI可能通过AMPK-mTOR通路调控突触蛋白翻译，进而影响AMPA受体突触定位，最终恢复突触功能。

这项研究的重要意义在于首次证实了ENERGI这一新型AMPK激活剂在ASD动物模型中的治疗潜力。通过多层次的证据链，从行为表型到突触功能，从细胞形态到分子机制，全面阐述了ENERGI的作用效果。特别值得关注的是，ENERGI口服给药的良好耐受性和对核心症状的改善作用，为开发新型ASD治疗药物提供了有价值的前瞻性证据。研究还提示AMPK可能作为ASD的生物标志物和治疗靶点，为理解ASD的突触病理机制提供了新视角。

当然，研究也存在一些局限性，如仅关注雄性后代、样本量相对较小、未使用AMPK基因敲除模型验证因果关系等。未来研究需要拓展到雌性个体，延长观察时间，并探索其他脑区的变化。但无论如何，这项工作为AMPK靶向治疗ASD奠定了坚实的实验基础，为攻克这一复杂疾病带来了新的希望。