路易體病（Lewy body diseases，LBDs）包括路易體癡呆（DLB）、原發(fā)性帕金森?。≒D）和PD癡呆等類型。p38絲裂原活化蛋白激酶（MAPKs）的改變?cè)贒LB和PD的發(fā)病機(jī)制中起著重要作用，p38α MAPK抑制劑目前已用于阿爾茨海默?。ˋD）的臨床試驗(yàn)。

然而，p38α MAPK抑制劑對(duì)于路易體病的治療作用及機(jī)制仍未確定。近日，美國(guó)國(guó)家衛(wèi)生研究院國(guó)家老齡研究所Eliezer Masliah團(tuán)隊(duì)在Science Translational Medicine上發(fā)表了題為“Inhibition of p38α MAPK restores neuronal p38γ MAPK and ameliorates synaptic degeneration in a mouse model of DLB/PD”的文章，作者通過(guò)小鼠模型測(cè)試了p38α抑制劑SKF-86002是否可以改善路易體病。

SKF-86002在α-syn轉(zhuǎn)基因小鼠中穿過(guò)血腦屏障并降低p38活性

研究者使用SKF-86002（以下簡(jiǎn)稱SKF）作為工具化合物，用來(lái)驗(yàn)證p38抑制劑減輕神經(jīng)炎癥可能通過(guò)逆轉(zhuǎn)p38γ的錯(cuò)誤定位來(lái)改善DLB/PD模型中突觸退行性變的假設(shè)。C57BL6小鼠通過(guò)腹膜內(nèi)注射給予SKF（20 mg/kg），結(jié)果發(fā)現(xiàn)SKF在腹膜內(nèi)給藥后具有良好的全身吸收，血漿半衰期約為2.4小時(shí)，腦暴露量約為血漿暴露量的40%，表明SKF具有良好的腦攝取能力和有效穿越血腦屏障的能力。

接下來(lái)，研究者使用SKF（20 mg/kg）每周5天，持續(xù)12周，治療同窩出生的人類α-syn過(guò)表達(dá)轉(zhuǎn)基因小鼠（α-syn tg）和非轉(zhuǎn)基因（非tg）小鼠，并將磷酸化ATF2作為p38激酶活性的標(biāo)志，比較磷酸化ATF2和總ATF2在非tg和αsyn-tg小鼠大腦中的表達(dá)。結(jié)果顯示，ATF2在非tg和α-syn-tg小鼠大腦中的表達(dá)沒有因基因型和治療而改變。然而，在用SKF處理的α-syn-tg小鼠中，磷酸化的Atf2/總Atf2比率降低（圖1）。因此，SKF在α-syn轉(zhuǎn)基因小鼠中可穿過(guò)血腦屏障并降低p38活性。

圖1

SKF對(duì)p38的抑制可以減輕α-syn tg小鼠的細(xì)胞因子介導(dǎo)的神經(jīng)炎癥

與非tg小鼠相比，α-syn tg的新皮層、海馬和紋狀體細(xì)胞中p38α陽(yáng)性細(xì)胞的百分比顯著增加，而SKF治療逆轉(zhuǎn)了這種增加，同時(shí)顯著減少了α-syn tg小鼠新皮層和海馬的星形膠質(zhì)細(xì)胞和小膠質(zhì)細(xì)胞增生。為通過(guò)獨(dú)立方法進(jìn)一步確定SKF對(duì)炎癥的影響，研究者通過(guò)PCR測(cè)定促炎細(xì)胞因子和趨化因子的濃度。結(jié)果顯示，與非tg小鼠相比，α-syn-tg小鼠大腦中Tnf、Il-6、Il-13、Cxcl1和Ccl2的表達(dá)顯著增加，并且SKF處理降低了除Tnf和Cxcl1外的炎癥因子的表達(dá)。免疫熒光分析顯示，在Iba-1陽(yáng)性小膠質(zhì)細(xì)胞中，αSCM處理使Il-6增加，SKF預(yù)處理使其減少（圖2）。

圖2

抑制p38α恢復(fù)了神經(jīng)元p38γ的正確定位，并改善了α-syn tg小鼠的神經(jīng)組織病理學(xué)

接下來(lái)，作者評(píng)估了p38α的抑制是否影響p38γ在神經(jīng)元中的定位。在載體和SKF處理的非tg小鼠中，p38γ以點(diǎn)狀方式廣泛分布在神經(jīng)纖毛中，但p38γ在α-syn tg小鼠的神經(jīng)元細(xì)胞體中形成路易體（LB）樣內(nèi)含物。與非tg小鼠相比，α-syn-tg小鼠大腦中位于神經(jīng)纖毛的p38γ顯著減少，而p38γ陽(yáng)性細(xì)胞的百分比增加（圖3）。SKF的給藥使大部分p38γ恢復(fù)到神經(jīng)纖毛，同時(shí)α-syn tg小鼠的神經(jīng)元核周p38γ積累減少，并使α-syn tg小鼠的顆粒部分中的p38γ恢復(fù)（圖4）。

圖3

圖4

給予SKF可以改善α-syn tg小鼠的神經(jīng)變性和行為缺陷

接下來(lái)，研究者探索了p38α的抑制是否影響α-syn tg小鼠的神經(jīng)退行性變和行為缺陷。與非tg小鼠相比，α-syn tg的新皮質(zhì)、海馬CA3和紋狀體深層的NeuN陽(yáng)性神經(jīng)元數(shù)量減少了約40%，而SKF治療顯著改善了α-syn-tg小鼠的新皮層、海馬中神經(jīng)元細(xì)胞的損失，并且也在一定程度上改善了紋狀體中的神經(jīng)元細(xì)胞損失（圖5）。

圖5

隨后，研究者分析了給予SKF是否可以挽救α-syn tg小鼠的行為缺陷。與非tg小鼠相比，α-syn tg小鼠表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)和協(xié)調(diào)障礙。SKF治療顯示出改善α-syn-tg小鼠運(yùn)動(dòng)行為缺陷的趨勢(shì)，而非tg小鼠不受治療的影響（圖6）。不過(guò)在野外試驗(yàn)中，與非tg小鼠相比，載體處理的α-syn tg小鼠表現(xiàn)出增加的活性，而SKF并沒有挽救這種活性。

圖6

SKF可以改善患者源性神經(jīng)元中p38γ和α-syn的錯(cuò)誤定位

研究者分別用突觸素（突觸前末端標(biāo)記物）和Map2（樹突標(biāo)記物）免疫標(biāo)記iNeurons。1小時(shí)孵育后，突觸素免疫反應(yīng)性在基線時(shí)沒有差異，但在低劑量和高劑量SKF治療后，對(duì)照iNeurons和A53T iNeurons的免疫反應(yīng)性都有所增加。與用低劑量和高劑量SKF孵育18小時(shí)的對(duì)照iNeurons相比：A53T iNeurons中突觸素免疫反應(yīng)性降低。在用SKF低劑量和高劑量治療后，A53T iNeurons中降低的Map2免疫反應(yīng)性恢復(fù)（圖7）。

圖7

本研究表明，在DLB/PD的α-syn-tg小鼠模型中，p38α抑制劑SKF可以減輕神經(jīng)炎癥，挽救p38γ和α-syn在細(xì)胞質(zhì)中的異常共定位，并促進(jìn)p38γ向突觸前終末的正常再分配，使得突觸和神經(jīng)元的變性、DLB/PD小鼠的運(yùn)動(dòng)學(xué)習(xí)和認(rèn)知缺陷均得到不同程度的改善。p38抑制劑的抗炎作用促進(jìn)了突觸的改善（包括p38γ向突觸的重新分布），為p38α（介導(dǎo)神經(jīng)炎癥）和p38γ（介導(dǎo)突觸功能）之間在DLB/PD發(fā)病中機(jī)制聯(lián)系提供了依據(jù)。靶向p38α藥物的抗炎作用和通過(guò)p38γ改善突觸病理之間的這種交互作用為DLB/PD中靶向該信號(hào)通路治療提供了理論依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

Iba, M., Kim, C., Kwon, S., Szabo, M., Horan-Portelance, L., Peer, C. J., Figg, W. D., Reed, X., Ding, J., Lee, S. J., Rissman, R. A., Cookson, M. R., Overk, C., Wrasidlo, W., & Masliah, E. (2023). Inhibition of p38α MAPK restores neuronal p38γ MAPK and ameliorates synaptic degeneration in a mouse model of DLB/PD. Science translational medicine, 15(695), eabq6089. https://doi.org/10.1126/scitranslmed.abq6089

編譯作者: DD (Brainnews創(chuàng)作團(tuán)隊(duì))

校審: Charlie Brown (Brainnews編輯部)