《Translational Psychiatry》:Pitolisant alleviates brain network dysfunction and cognitive deficits in a mouse model of Alzheimer’s disease
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为解决阿尔茨海默病(AD)治疗难题,研究人员开展了关于组胺 H3 受体(H3 R)拮抗剂 pitolisant 对 AD 影响的研究。结果发现,pitolisant 可改善 AD 小鼠模型的认知障碍和脑网络功能。这为 AD 治疗提供了新方向,具有重要意义。
在人口老龄化加剧的当下,阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)如同高悬的达摩克利斯之剑,严重威胁着老年人的健康和生活质量。AD 是一种渐进性的神经退行性疾病,患者认知功能逐渐衰退,给家庭和社会带来沉重负担。目前,尽管针对脑内 β- 淀粉样蛋白(amyloid-beta,Aβ)的单克隆抗体已进入临床试验,如 donanemab 和 lecanemab,它们在清除 Aβ 斑块方面取得了一定成效,但患者认知能力的提升却十分有限。这表明,仅聚焦于 Aβ 清除的治疗策略并不能完全解决 AD 患者的问题,迫切需要探索新的治疗途径。
广西大学等研究机构的研究人员敏锐地捕捉到这一难题,开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦于组胺 H3 受体(histamine H3 receptor,H3 R)拮抗剂 pitolisant。此前研究发现,H3 R 在 AD 患者中表达升高,而 pitolisant 作为一种临床批准用于治疗发作性睡病的药物,其对 AD 的治疗效果尚不明确。研究人员深入探究 pitolisant 对 AD 小鼠模型的影响,最终得出令人振奋的结论:pitolisant 能够显著改善 AD 小鼠的认知障碍和脑网络功能。这一研究成果发表在《Translational Psychiatry》上,为 AD 的治疗带来了新的曙光。
在研究过程中,研究人员主要运用了以下关键技术方法:一是行为学实验,通过新颖物体识别测试(novel object recognition test,NORT)、新颖物体位置识别测试(novel object location recognition test,NLRT)和 Morris 水迷宫实验,评估小鼠的认知能力;二是体内宽场钙成像技术,监测小鼠大脑皮层网络的神经元活动;三是免疫荧光染色、Thioflavin S 染色等组织学技术,分析 Aβ 沉积、营养不良性神经突和溶酶体相关蛋白的变化;四是酶联免疫吸附测定(enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA),检测 Aβ 和 cAMP 等物质的水平。
研究结果如下:
Pitolisant 改善 5xFAD 小鼠的认知障碍 :研究人员利用 5xFAD 小鼠(一种 AD 动物模型)进行实验,通过 NORT 和 NLRT 发现,15 天的 pitolisant(20mg/kg/d)治疗显著提高了 5xFAD 小鼠的非空间 / 空间识别记忆能力。而且,pitolisant 的认知改善效果呈剂量依赖性,高剂量(10、20mg/kg)效果显著,低剂量(0.1 - 1mg/kg)则无明显作用。同时,长期给予野生型(wild-type,WT)小鼠 pitolisant,对其学习和记忆能力无明显影响。
Pitolisant 恢复 5xFAD 小鼠皮层慢波的同步性 :运用宽场钙成像技术,研究人员发现,与 WT 小鼠相比,5xFAD 小鼠皮层慢波活动的同步性被破坏,而 pitolisant 治疗 15 天可显著恢复这种同步性,使慢波活动的频率和区域间相关性更接近 WT 小鼠。此外,慢波活动的同步性与认知行为表现显著相关,提示慢波活动可作为评估脑网络功能和认知能力的生物标志物。
Pitolisant 改善 5xFAD 小鼠受损的认知灵活性 :在改良的 Morris 水迷宫实验中,pitolisant 治疗的 5xFAD 小鼠在寻找新平台位置时速度更快,表明其空间认知灵活性得到增强,且 pitolisant 不影响小鼠的运动能力。
Pitolisant 减少 5xFAD 小鼠的 Aβ 沉积 :通过 ELISA 和组织染色分析,研究人员发现,pitolisant 治疗 15 天可降低 5xFAD 小鼠皮层中可溶性和不可溶性 Aβ40、Aβ42 的水平,减少 Aβ 斑块面积和沉积。
Pitolisant 减轻 5xFAD 小鼠的营养不良性神经突并增强溶酶体活性 :免疫荧光染色结果显示,pitolisant 治疗可减少 5xFAD 小鼠斑块周围 LAMP1 阳性区域的比例和 LAMP1 阳性簇的密度,表明其减轻了营养不良性神经突。同时,pitolisant 治疗还显著增加了营养不良性神经突中组织蛋白酶 B 和 D 的水平,以及脑匀浆中组织蛋白酶 B 和 D 的活性,说明其增强了溶酶体功能。而且,在雌性 5xFAD 小鼠中也观察到了类似的效果。
抑制脑内溶酶体活性可逆转 pitolisant 的作用 :向 pitolisant 治疗的 5xFAD 小鼠脑室内注射组织蛋白酶抑制剂 1,抑制溶酶体功能,结果发现 pitolisant 对认知和慢波活动的改善作用被显著逆转。这表明,pitolisant 改善 AD 小鼠认知和病理异常的机制可能是通过增强神经元溶酶体功能实现的。此外,体外实验表明,pitolisant 可能通过 H3 R/cAMP/PKA 通路调节溶酶体酸度。
综合研究结论和讨论部分,这项研究具有重要意义。首先,它揭示了 pitolisant 对 AD 小鼠模型的治疗潜力,为 AD 的治疗提供了新的药物选择。其次,研究表明增强溶酶体功能可能是治疗 AD 的有效策略,为后续研究指明了方向。再者,慢波活动作为生物标志物的发现,有助于开发更有效的 AD 药物筛选方法。然而,研究也存在一些局限性,如 pitolisant 在人体中的疗效和安全性仍需进一步验证,其作用机制在神经元和神经胶质细胞间的相互作用方面还需深入研究。尽管如此,该研究成果依然为 AD 的治疗带来了新的希望,有望推动 AD 治疗领域的进一步发展。
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