药效评价

阿尔兹海默症药物筛选模型:    阅读次数:6979

阿尔兹海默病(Alzheimer’sdisease,AD)是发生在老年期及老年前期的一种慢性退化性脑变性疾病,主要特征有进行性记忆减退、认知障碍、人格改变等。随着人类寿命的延长,AD的发病率逐年增加,已成为继肿瘤、心脏病、脑血管疾病之后引起老年人死亡的第四大病因。目前,人们普遍接受的AD发病机制有:胆碱能学说、β-淀粉样蛋白级联学说、tau蛋白假说、氧化应激学说等。针对AD尚无有效的治疗药物,现有的药物主要作用于改善胆碱系统功能,纠正钙稳态失调,干扰Aβ形成,帮助代谢和抗氧化等。 

斑马鱼幼鱼的光学透明性和小体积的特点,使其成为体内成像和药物开发的最佳模型。加上斑马鱼行为分析高通量、易观测、定量分析方便等特点,斑马鱼在基于行为学分析的神经类疾病研究以及神经类药物开发中的应用也越来越多。随着更多研究人员将斑马鱼应用于AD研究领域,与AD发病相关的基因在斑马鱼相继发现。经典的β-淀粉样蛋白通路中的γ-分泌酶和β-分泌酶等的研究已经很深入。针对近来AD研究的新热点Tau蛋白,斑马鱼因基因操作便捷、易观察,使用的研究者更多。 

研究表明,GSK3β在糖类代谢、凋亡衰老、细胞运动等方面有重要的作用,在2型糖尿病、AD等患者中活性异常。利用斑马鱼开发老年痴呆药物时,通过合理的药物设计,可以筛选高效的GSK3β抑制剂。可以看到GSK3β抑制后,能降低转基因斑马鱼内tau蛋白的磷酸化水平,使斑马鱼出现明显的畸形。 

 ▲加药后可以看到明显的脑部畸形


铝是慢性蓄积性神经毒物,可选择性地蓄积在大脑及神经元内,导致NFT(神经元纤维缠结)和老年斑的生成。环特生物建立了AlCl3诱导的斑马鱼AD模型,可用来筛选胆碱能学说靶向药物。在该模型中,乙酰胆碱酯酶活性增强,乙酰胆碱水平降低,从而造成胆碱能神经系统功能下降及记忆力减退的结果。 

 ▲加药后可以看到乙酰胆碱水平明显降低

在该模型中,乙酰胆碱能神经系统功能下降也会导致运动能力障碍。

经典的β-淀粉样蛋白通路中的γ-分泌酶和β-分泌酶等的研究已经很深入。环特生物建立了β-淀粉样蛋白(Aβ)诱导的AD模型。Aβ聚集后会损伤脑组织、神经、血管等,该模型可用于筛选Aβ靶向药物,通过评价血管损伤的恢复率来筛选阿尔兹海默症治疗药物。 

 ▲造模后血管损伤明显↑,加入阳性药后有明显的改善效果

研究发现阿尔兹海默症模型鼠大脑内反应性星形胶质细胞通过单胺氧化酶(MAO-B) 会产生抑制性递质GABA,并且释放GABA到 Bestrophin-1 通道通过突触传导来抑制正常信息流。基于此,研究人员通过抑制单胺氧化酶或Bestrophin-1通道来降低生产和释放GABA,这样成功降低了阿尔茨海默病模型小鼠神经元、突触传递和记忆的损伤。 

 ▲加药后可以看到单胺氧化酶水平明显降低