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阿尔茨海默病（AD）影响众多老年人，ApoE4 是散发性 AD 主要风险因素，其降低 Sirtuin 1（SirT1）表达。研究人员发现小分子 DDL-218 可增强 SirT1，改善 AD 模型小鼠记忆。这为 AD 治疗提供新方向，有望补充现有疗法。
阿尔茨海默病，这个如同 “大脑橡皮擦” 的恶魔，无情地吞噬着患者的记忆和认知能力。如今，它已成为全球公共健康领域的重大挑战，在美国，约 690 万 65 岁及以上老人深受其害。虽然近年来报告的发病率有所下降，但随着老龄化加剧，未来二十年 AD 病例预计将大幅增加。
AD 的大脑组织中，标志性的病变有淀粉样斑块和神经原纤维缠结，前者由淀粉样前体蛋白（APP）加工产生的淀粉样 β（Aβ）组成，后者则源于 tau 蛋白的过度磷酸化。不过，现在我们知道 AD 是一种多因素疾病，多种因素会增加发病风险和影响疾病进展。在众多风险因素里，载脂蛋白 E4（ApoE4）是散发性 AD 的主要 “元凶”，大约 40 - 65% 的 AD 患者携带一个或两个 ApoE4 等位基因 ，ApoE4 纯合子甚至被视为一种遗传形式的 AD。
此前研究发现，ApoE4 能结合 SirT1 基因启动子，抑制 SirT1（NAD 依赖的组蛋白和 tau 蛋白去乙酰化酶）表达，而较低的 SirT1 水平与 AD 相关。为了找到对抗 AD 的新方法，来自美国加利福尼亚大学洛杉矶分校（UCLA）的研究人员踏上了探索之旅。他们致力于寻找一种能在 ApoE4 存在的情况下有效增强 SirT1 的物质，最终发现了口服可穿透血脑屏障的小分子 DDL-218，这一成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员采用了多种技术方法来深入探究 DDL-218 的奥秘。通过亲和纯化和基于 STRING 分析的蛋白质组学技术，寻找可能与 SirT1 增强剂相互作用的蛋白质；运用染色质免疫沉淀（ChIP）技术，评估 RNA 聚合酶（RNAP）和 ApoE4 对 SirT1 基因启动子的占据情况；开展过表达和敲低实验，明确 PRMT5 对 SirT1 水平的影响；利用 OCTET 分析，测定 PRMT5 与 ApoE4 的相互作用；借助分子动力学模拟，构建 ApoE4 与 SirT1 启动子相互作用的模型。此外，还使用了体内药代动力学分析和在 ApoE4 - TR:5XFAD 小鼠模型中进行药效测试等方法。
研究结果
- DDL-218 增强 SirT1 及相关蛋白和 mRNA 表达：研究人员利用迭代药物化学方法，得到 DDL-214 及其活性对映体 DDL-218。实验表明，DDL-218 能在 ApoE4 表达的 N2a-E4 小鼠神经母细胞瘤细胞和人 Kelly 神经母细胞瘤细胞中显著增加 SirT1 蛋白和 mRNA 水平 。进一步研究发现，DDL-218 还可提高转录因子 NFYb 和蛋白质精氨酸甲基转移酶 5（PRMT5）的 mRNA 水平，且这些基因的 mRNA 水平之间存在显著相关性。
- PRMT5 与 SirT1 水平的关联：通过在 N2a-E4 细胞中过表达和敲低 PRMT5，研究人员发现 PRMT5 过表达会使 SirT1 mRNA 和蛋白水平显著增加，而 PRMT5 敲低则导致 SirT1 mRNA 水平下降。这表明 SirT1 水平与 PRMT5 水平呈正相关。
- PRMT5 与 ApoE4 的相互作用：OCTET 分析显示，PRMT5 与 ApoE4 有中等亲和力的结合。分子建模和体外实验表明，ApoE4 (R251G) 突变可降低与 SirT1 启动子的结合亲和力，从而逆转对 SirT1 表达的抑制作用，恢复 SirT1 mRNA 水平。这为解释 ApoE4 (R251G) 突变降低 AD 风险提供了生化依据。
- DDL-218 的体内效果：在体内研究中，DDL-218 展现出良好的血脑屏障穿透性。对 ApoE4 - TR:5XFAD 小鼠进行 56 天的 DDL-218 治疗后，小鼠在 Barnes 迷宫测试中的记忆能力得到改善，海马体中 NFYb、PRMT5 和 SirT1 的 mRNA 水平显著增加 。此外，ChIP 分析表明，DDL-218 处理使小鼠大脑组织中 RNAP 与 SirT1 启动子的结合增加，ApoE4 的结合降低。同时，无偏全局蛋白质组学分析发现，DDL-218 处理后小鼠海马体中有几种蛋白质的表达发生变化，这些蛋白质与神经递质释放、突触可塑性和线粒体功能等相关。
研究结论与讨论
这项研究意义重大。它不仅揭示了 ApoE4 降低 SirT1 表达的机制，还阐明了 DDL-218 通过增强 NFYb 和增加 PRMT5，逆转 ApoE4 对 SirT1 表达抑制的新机制。DDL-218 作为一种新型小分子转录因子调节剂，具有良好的类药性质，在动物实验中未观察到明显不良反应，且能改善 AD 模型小鼠的记忆。这表明它有望成为治疗 AD 的有潜力的先导化合物，为 AD 治疗开辟新途径，或许能弥补现有 Aβ 靶向抗体治疗在改善记忆方面的不足，为 AD 患者带来新的希望。不过，未来还需要进一步开展临床前研究，明确 DDL-218 的选择性和安全性，在更多 ApoE4 表达的体内模型中进行测试，分析 AD 相关生物标志物，推动其成为真正有效的 AD 治疗药物。
