
艺术家描绘的淀粉样斑块(橙色)在神经元(蓝色)上积聚的示意图。
一种新型化合物在治疗 阿尔茨海默病方面展现出潜力。它在阿尔茨海默病大鼠模型中的疗效令人印象深刻,发现该化合物的生物化学家们渴望推进人体试验。
阿尔茨海默病的标志性特征是大脑中β-淀粉样蛋白斑块的积累。虽然目前尚不清楚这些斑块是导致该疾病症状的原因,还是仅仅是一种副作用,但它们仍然是治疗研究的主要方向。
鉴于目前阿尔茨海默病的治疗方案仅限于缓解症状,人们正在竞相寻找能够从根源上解决这种疾病的药物。
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这种新化合物的作用原理是去除大脑中有害的β-淀粉样蛋白斑块中过量的铜。
“大约十年前,国际研究开始指出铜离子对β-淀粉样蛋白斑块聚集的影响,”巴西ABC联邦大学(UFABC)的生物化学家吉赛尔·切尔基亚罗解释说。
“研究发现,基因突变和细胞内铜转运相关酶的变化会导致铜元素在大脑中积累,从而促进斑块的形成。因此,调节铜的体内平衡已成为阿尔茨海默病治疗的重点之一。”

这种新化合物可以去除β-淀粉样蛋白团块中过量的铜。(ACS化学神经科学)
铜元素的积累并非总是阿尔茨海默病患者的问题:有些患者实际上大脑中这种必需金属含量不足。但对于那些铜元素过量的患者,科学家们长期以来一直怀疑,将大脑中的铜元素含量恢复到正常水平可能有助于改善某些症状,尤其是氧化应激造成的脑损伤。
研究团队测试了九种化合物中哪些能最好地从脑斑块中去除铜。这些化合物——八种亚胺(含有碳氮双键的有机化合物)和一种喹啉类化合物——首先进行了虚拟的“计算机模拟”实验,结果表明其中两种亚胺(研究人员将其标记为L09和L10)以及喹啉类化合物(此处称为L11)是合适的治疗候选药物。
计算机测试表明,这三种化合物应该能够穿过血脑屏障(这是任何脑内疗法都必须克服的障碍),并且有可能以药片的形式给患者服用。
接下来,研究人员将实验室培养的小鼠脑细胞分别暴露于三种候选化合物中24小时,以测试它们的毒性。化合物L11对细胞的损伤最大,并显示出加剧氧化应激的迹象:这不是一个好兆头。
同时,L09 和 L10 显示出相对较低的毒性,同时还能保护细胞的脂质和 DNA 免受通常与 β-淀粉样蛋白积累伴随的氧化应激相关的损伤。
一切就绪后,是时候在阿尔茨海默病动物模型中测试这些化合物了。该模型是通过给大鼠注射链脲佐菌素来杀死其产生胰岛素的β细胞,从而导致其大脑中积累β-淀粉样蛋白团块而建立的。
这些实验表明,化合物L10是未来人体临床试验的首选候选药物。该化合物不仅能恢复海马体(大脑中负责短期和长期记忆的区域)中铜的正常水平,还能显著降低神经炎症和氧化应激。接受该化合物治疗的大鼠在旨在测试其空间记忆的迷宫活动中表现也明显更佳。
相比之下,化合物 L09 和 L11 在所有指标上的影响都弱得多。
Cerchiaro 和他的团队渴望推进临床试验,这将更清楚地了解这种疗法对人类阿尔茨海默病患者的可行性,据估计,全世界有5500 万阿尔茨海默病患者。
“这是一种极其简单、安全且有效的分子,”切尔基亚罗说。“我们研发的这种化合物比现有药物便宜得多。因此,即使它只对部分人群有效(因为阿尔茨海默病有多种病因),它也代表着比现有疗法的一大进步。”
该研究发表于《ACS化学神经科学》杂志。