浸大科学家研发多功能化合物治疗阿兹海默症

星期三,2022年8月24日

香港浸会大学(浸大)研究人员领导的一项研究显示,一种名为F-SLOH的多功能有机化合物,具备治疗早期阿兹海默症的潜力。研究团队发现,该化合物能抑制大脑神经细胞的淀粉样蛋白β(Aβ)聚积,并降低tau蛋白过度磷酸化及神经炎症,可改善阿兹海默症的病理特征,这项研究成果已发表于国际学术期刊《Redox Biology》。

阿兹海默症是认知障碍症最常见的成因,占香港认知障碍症患者中华裔长者的65%。该症的病理特征是大脑神经细胞中Aβ的异常聚积、tau蛋白过度磷酸化及出现神经炎症,导致神经元减少,出现认知功能障碍。目前尚未有治愈阿兹海默症的方法,正在使用的药物只能缓解症状。抑制Aβ的异常聚积和tau蛋白过度磷酸化,被视为治疗阿兹海默症的主要和潜在有效的方法。

F-SLOH用作诊治阿兹海默症

由浸大中医药学院副院长及教学科研部教授李敏教授、理学院化学系教授黄文成教授,以及中医药学院教学科研部研究助理教授Iyaswamy Ashok博士等组成的研究团队,致力寻找阿兹海默症的崭新治疗和诊断方法。他们证明一种名为F-SLOH的化合物,能降低阿兹海默症小鼠大脑神经细胞内Aβ的异常聚积、tau蛋白过度磷酸化水平和神经炎症,并改善阿兹海默症小鼠的学习和记忆能力。

F-SLOH是由黄文成教授团队合成的多功能花青素探针,用于检测蛋白质和肽等生物物质。它的特点包括能实时显示大脑中的Aβ聚积、极佳的穿透血脑屏障能力以及低生物毒性。以往的研究显示,F-SLOH能抑制多种Aβ异常聚积,同时在体外细胞实验中,对Aβ异常聚积所产生的神经毒性提供大脑神经保护作用。

F-SLOH改善阿兹海默症小鼠的病理特征

为评估 F-SLOH治疗阿兹海默症的成效,研究人员向一组转基因阿兹海默症小鼠注射或喂饲F-SLOH。组织病理学和生物化学分析研究显示,接受F-SLOH治疗的小鼠,其海马体与大脑中的Aβ寡聚体(即其中一种Aβ)和Aβ斑块沉积物(即Aβ团块),比没有接受F-SLOH治疗的对照组阿兹海默症小鼠显著减少。

研究人员还发现,F-SLOH可以降低产生Aβ的淀粉样前体蛋白水平,并降低tau蛋白的磷酸化水平。为转基因小鼠进行的大脑免疫印迹分析,也发现F-SLOH治疗组的淀粉样前体蛋白及其代谢物水平,显著低于对照组。

在对接受F-SLOH治疗的阿兹海默症转机因小鼠进行的其他实验中,研究人员把可溶性和不可溶性tau蛋白从小鼠的脑组织样本中分离出来。结果显示,经F-SLOH治疗的AD小鼠大脑中不可溶性tau蛋白水平显著降低,而这种蛋白是形成神经纤维缠结——导致阿兹海默症的其中一个重要病理特征。

F-SLOH 改善阿兹海默症小鼠的记忆和认知功能

Aβ的聚积,与神经细胞之间联系功能出现障碍,以及记忆力下降有密切关系,研究人员进行两项实验,以测试阿兹海默症小鼠的记忆力。在第一项实验中,小鼠被训练在水迷宫中游泳,游至一个浮台并记着它的位置。浮台移除后,研究人员观察小鼠能否回忆并游至接近浮台原来的位置。与对照组相比,以F-SLOH 治疗的转基因阿兹海默症小鼠在浮台原来位置游弋的时间较长,较能记住浮台的位置,显示其记忆力得到改善。

在第二项实验中,团队向在封闭盒子里的小鼠播放一个声音讯号,再从盒低向其脚部发出瞬间的轻微电击。翌日小鼠被放回没有电击的盒子,当研究人员向它们播放相同的声音讯号,它们会因害怕被电击而绷紧不动。与对照组相比,采用 F-SLOH治疗的转基因阿兹海默症小鼠绷紧不动的时间较长。

两项实验的结果显示,接受F-SLOH治疗的阿兹海默症小鼠,其记忆力比对照组优胜,表明 F-SLOH能改善阿兹海默症小鼠的记忆及认知功能。

F-SLOH具治疗早期阿兹海默症潜力

研究人员还发现,F-SLOH透过激活转录因子 EB,降解Aβ 异常积聚、降低tau蛋白过度磷酸化水平和淀粉样前体蛋白及其代谢物。转录因子 EB 是「自噬-溶酶体通路」的主要调节因子,该途径是降解细胞内老化的大分子蛋白包括Aβ聚集体等细胞内代谢产物的主要机制。

李敏教授表示:「患上阿兹海默症的患者随着病情发展,会失去自我生活管理能力,需要长期接受护理。随着香港人口的老化,阿兹海默症的患病率将会进一步增加,故有迫切需要研发新药物,以治疗或减缓阿兹海默症的恶化。是次研究显示了 F-SLOH这种化合物,对于治疗早期阿兹海默症具有很好的潜力。」

黄文成教授表示:「这项研究首次提供体内动物实验的证据,表明F-SLOH是一种有效的药物,在阿兹海默症小鼠模型中,能针对性治疗多种神经退行性病理学的变化。这些研究发现能为人类诊断和治疗阿兹海默症发挥重要的推动作用。」

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