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靶向G9a甲基转移酶的脑渗透性抑制剂MS1262逆转阿尔茨海默病相关蛋白病理的机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月08日 来源:Nature Communications 14.7
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为解决阿尔茨海默病(AD)现有疗法仅能延缓认知衰退且缺乏有效生物标志物的难题,研究人员开发了脑渗透性G9a/GLP抑制剂MS1262,通过非经典翻译调控机制逆转AD相关蛋白病理。研究发现,MS1262通过抑制G9a与m6A RNA修饰复合物(如METTL3-HNRNPA2B1)的相互作用,恢复突触可塑性及认知功能,并在多种AD小鼠模型中验证了其对Aβ斑块和神经原纤维缠结(NFTs)的改善作用。该研究为AD治疗提供了新靶点,并为个体化疗效评估提供了潜在生物标志物。
阿尔茨海默病(AD)作为最常见的神经退行性疾病,其治疗面临两大困境:一是现有靶向β淀粉样蛋白(Aβ)的药物仅能延缓早期认知衰退,无法阻断疾病进展;二是缺乏能够精准反映疾病进程的生物标志物。更棘手的是,AD的发病机制复杂多样,涉及表观遗传失调、蛋白质翻译异常和突触功能障碍等多重因素。近年来,组蛋白甲基转移酶G9a(EHMT2)在AD中的异常激活现象引起了学界关注,但其具体作用机制尚不明确。
为破解这一难题,来自美国北卡罗来纳大学教堂山分校、西奈山伊坎医学院等机构的研究团队开展了一项跨学科研究。他们发现G9a在AD中通过非经典途径调控m6A(N6-甲基腺苷)依赖的蛋白质翻译过程,进而开发出高效脑渗透性抑制剂MS1262。该化合物在三种AD小鼠模型(5xFAD、APPNLGF KI和3xTg)中不仅能逆转认知和情感障碍,还能改善Aβ和tau病理特征。这项突破性成果发表于《Nature Communications》,为AD治疗提供了全新干预策略。
研究团队采用多组学联用技术体系:通过染色质活性化学蛋白质组学(ChaC-MS)鉴定G9a相互作用蛋白;利用m6A RNA免疫沉淀测序(MeRIP-seq)分析转录组修饰;采用串联质量标签(TMT)定量蛋白质组/磷酸化蛋白质组技术检测海马组织变化;结合行为学测试和电生理记录评估认知功能改善。人源样本包括AD患者来源的脑类器官和AddneuroMed队列的血液转录组数据。
Constitutively active G9a regulates a translation mechanism of AD pathogenesis
研究发现AD小鼠海马和患者来源类器官中,G9a与m6A修饰复合物(METTL3、HNRNPA2B1等)相互作用显著增强。生物信息学分析显示,65个保守的G9a互作蛋白主要参与RNA加工、翻译起始等过程,提示G9a通过非表观遗传机制调控AD相关蛋白翻译。
MS1262 is a highly potent, selective, brain-penetrant inhibitor of G9a and GLP
新型喹啉类化合物MS1262对G9a/GLP的抑制活性(IC50分别为19 nM和6 nM)较前代抑制剂提高20倍以上。药代动力学显示其脑血浆比达0.73,且对21种其他甲基转移酶无显著抑制。
MS1262 inhibition of G9a activity rescues AD-related deficits in behavior and synaptic function
在三种AD模型中,MS1262治疗6周后:空间记忆(新位置识别测试辨别率提升3倍)、焦虑样行为(高架十字迷宫开放臂停留时间增加2倍)和抑郁样行为(强迫游泳不动时间减少50%)均恢复至野生型水平。电生理记录显示,MS1262使齿状回颗粒细胞自发性兴奋性突触后电流(sEPSC)频率提高80%,并完全恢复CA1区长时程增强(LTP)。
G9a activity regulates translational machinery, including m6A-mediated translation, to contribute to AD-related protein networks
多组学分析揭示:MS1262逆转AD小鼠海马中9764个差异表达蛋白/磷酸化位点,其中47%来源于m6A标记的转录本。关键变化包括:m6A写入酶METTL3表达下调、擦除酶FTO上调,以及突触支架蛋白SHANK3S685磷酸化水平降低。
MS1262 reversed multiple AD-specific brain pathological processes
与AD患者数据比对发现:148个MS1262调控蛋白与Aβ6-28水平显著相关(|r|>0.3),包括突触蛋白NPTXR和胶质纤维酸性蛋白(GFAP)。15个蛋白共表达模块(如M42基质体模块)仅在蛋白水平异常,证实G9a主要调控翻译而非转录过程。
这项研究首次阐明G9a通过m6A翻译调控网络驱动AD蛋白病理的分子机制。MS1262作为首个能同时改善AD认知症状(记忆障碍)和非认知症状(焦虑抑郁)的脑渗透性抑制剂,其多重作用机制体现在:① 直接抑制G9a与METTL3复合物的结合;② 逆转tau微管结合域肽段异常磷酸化;③ 重建钙信号/CREB通路等突触可塑性相关网络。研究还发现18种与患者病理相关的蛋白标志物(如SMOC1、ADCYAP1)可作为治疗响应的预测指标,为AD精准医疗奠定基础。
该成果的临床转化潜力显著:MS1262已在小鼠实验中显示良好安全性,其广谱作用特点有望克服现有Aβ单靶点药物的局限性。更重要的是,研究建立的"靶点-通路-生物标志物"多维评价体系,为复杂神经退行性疾病的机制研究和药物开发提供了新范式。
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