【原】復旦大學基礎醫(yī)學院汪軍課題組與中山醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科吳帥課題組揭示石杉堿甲通過調(diào)控脫髓鞘和神經(jīng)炎癥治療多發(fā)性硬化癥

腦聲常談 2022-12-30 發(fā)布于上海

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石杉堿甲（HupA）是一種天然的乙酰膽堿酯酶抑制劑（AChEI），具有高效性、選擇性和可逆性等優(yōu)點，對某些神經(jīng)退行性疾病具有顯著的治療作用。它還有助于減少實驗性自身免疫性腦脊髓炎（EAE）的神經(jīng)損傷和神經(jīng)炎癥，EAE是多發(fā)性硬化癥（MS）的經(jīng)典模型。然而，HupA對多發(fā)性硬化癥的治療作用及背后機制尚未被研究。

在此背景下，2022年12月19日，復旦大學基礎醫(yī)學院汪軍課題組與中山醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科吳帥課題組在International Journal of Molecular Sciences發(fā)文揭示了HupA通過調(diào)控脫髓鞘和神經(jīng)炎癥來治療多發(fā)性硬化癥。

CPZ（雙環(huán)己酮草酰二腙）是一種銅螯合劑，持續(xù)的CPZ攝入可誘發(fā)胼胝體、海馬、小腦、紋狀體、大腦皮層的脫髓鞘作用。在本研究中，課題組將小鼠分為對照組（Ctrl）、CPZ模型組(CPZ + Veh) 、HupA治療的CPZ組（CPZ+HupA）、美卡拉明（一種n型乙酰膽堿能受體拮抗劑）作用下的HupA治療組（CPZ + HupA + Mec）。

平衡木（BWT）和加速旋轉(zhuǎn)測試（rotarod test）結果顯示：與對照組相比，CPZ模型鼠通過平衡木所需時間更久，其在旋轉(zhuǎn)中跌落延遲時間更短，表現(xiàn)出運動協(xié)調(diào)缺陷，而HupA緩解了這種缺陷，且這種緩解作用被美卡拉明所阻斷。

圖1| BWT和加速旋轉(zhuǎn)測試結果

曠場測試結果顯示CPZ模型鼠在礦場中央的活動（移動距離、停留時間、進入次數(shù)）顯著減少；Y迷宮結果顯示CPZ模型鼠在兩臂間的轉(zhuǎn)變次數(shù)顯著減少；這些結果表明CPZ模型鼠具有明顯的焦慮樣表型和空間記憶缺陷，而HupA緩解了這種焦慮和記憶缺陷，且這種緩解作用亦被美卡拉明所阻斷。

圖2|曠場測試和Y迷宮測試結果

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2022-07-18

MBP是中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓磷脂中豐富的蛋白，是自身免疫性神經(jīng)退行性疾病MS發(fā)病機制中的一個重要參考指標，并與髓磷脂的表達密切相關。Luxol快藍（LFB）是一種鄰苯二甲酸銅染料，具有在酒精溶液中與髓磷脂結合的特性。通過LFB染色，可以很好地觀察到神經(jīng)組織的髓鞘結構，而WB和MBP、LFB免疫熒光染色的結果共同顯示：HupA促進了胼胝體中髓鞘堿性蛋白（MBP）的表達，增加了髓鞘化軸突的數(shù)量；透射電鏡（TEM）成像觀察CPZ小鼠中有許多壞死和空泡化的軸突結構，經(jīng)過HupA治療2周后，有髓鞘的軸突數(shù)量明顯增加；這些結果HupA在脫髓鞘過程中表現(xiàn)出保護作用；然而，美卡拉明顯著抑制了HupA的保護作用。

圖3|MBP、LFB免疫熒光染色和TEM成像觀察結果

進一步的免疫染色結果發(fā)現(xiàn)HupA對少突膠質(zhì)細胞前體細胞（OPCs）的數(shù)量沒有影響，但增加了體內(nèi)成熟的少突膠質(zhì)細胞的數(shù)量。體外實驗結果顯示：HupA不影響OPCs的增殖，但促進了體外環(huán)境中OPCs的分化。

除OPC外，小膠質(zhì)細胞對MS的發(fā)病過程也至關重要。許多研究表明HupA可能直接作用于小膠質(zhì)細胞，從而減少中樞神經(jīng)系統(tǒng)的炎癥。免疫染色結果顯示：HupA顯著減少了CPZ小鼠海馬和胼胝體中的小膠質(zhì)細胞數(shù)量，并發(fā)現(xiàn)HupA顯著抑制了CPZ小鼠胼胝體中小膠質(zhì)細胞的比例及其末端分支和總分支長度的過度增加，該抑制作用被美卡拉明所阻斷。這些結果表明：HupA可能通過經(jīng)典的n型膽堿受體途徑作用于小膠質(zhì)細胞，以改善炎癥微環(huán)境，促進髓磷脂的再生。

圖4|免疫染色結果表明HupA通過n型膽堿受體途徑作用于小膠質(zhì)細胞

最后，課題組通過qRT-PCR發(fā)現(xiàn)，HupA增加了CPZ小鼠中各種抗炎細胞因子（Arg1、CD206）的mRNA水平，同時降低了不同的促炎細胞因子（iNOS、IL-1β、IL-18、CD16和TNF-α）的水平。而美卡拉明可有效逆轉(zhuǎn)HupA的作用。

圖5| qRT-PCR結果分析

總的來說，本文主要通過形態(tài)學和行為學等研究，發(fā)現(xiàn)HupA能促進少突膠質(zhì)細胞前體細胞（OPCs）的成熟和分化，并通過n型膽堿受體途徑作用于小膠質(zhì)細胞，從而減輕脫髓鞘和神經(jīng)炎癥來治療多發(fā)性硬化癥小鼠的焦慮樣表型和空間記憶及運動協(xié)調(diào)能力缺陷。然而，包括長期使用HupA對慢性疾病的影響及其可能的副作用在內(nèi)的問題仍未解決。因此，未來在國際環(huán)境評估中需要進行完整的臨床試驗對HupA的臨床療效進行驗證。而該研究為今后進一步探索治療多發(fā)性硬化癥等神經(jīng)系統(tǒng)疾病的藥物提供了新的思路。