神经药理学研究进展

武琦梅 ，葛建 *

（1. 上海华汇拓医药科技有限公司，上海 201203；2. 浙江华海药业股份有限公司，浙江 临海 317000）

1 阿尔茨海默病

1.1 发病机制及早期诊断

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是一种常见的中枢神经系统退行性疾病，由于AD的病因及发病机制尚不明确，迄今仍没有针对AD的特异性治愈方法。目前认为，以现有的诊断方式发现的AD患者，大都处于疾病晚期，难以进行有效干预，这是现有AD治疗策略失败的原因之一。因此，发现新的生物标志物对AD早期精确诊断和干预治疗至关重要。

有研究表明，AD患者大脑中的β-淀粉样蛋白（amyloid-β peptide，Aβ）以可溶性 Aβ（sAβ）和不可溶性Aβ（insAβ）2种形式存在，sAβ出现在AD早期，且其神经毒性显著高于insAβ；sAβ选择性小分子探针CRANAD-102在小鼠体内成像实验中可检测4月龄AD转基因小鼠脑中的sAβ，同时监测小鼠脑中sAβ的浓度随年龄的变化情况[1]。该研究为sAβ在AD病理进程中的作用提供了新理论依据，也为AD治疗药物的开发提供了新思路。

在APPswe/PS1dE9转基因AD小鼠与野生型同窝小鼠构建的联体共生模型中，源自转基因AD模型小鼠的Aβ进入循环并在野生型小鼠的脑中累积，野生型小鼠在12个月后出现Aβ斑块、Tau异常磷酸化、神经变性、神经炎症等症状[2]。在小鼠腹膜透析模型中，腹膜透析可以显著清除APPswe/PS1dE9小鼠脑内的Aβ沉积，缓解脑内炎症反应，恢复脑内微环境的稳定，并改善脑内AD相关病理指标[3]。

通过对861名对照受试者、81名AD患者、70名血管性痴呆患者和13名额颞痴呆患者的样品进行血液硫胺素焦磷酸酯（TDP）、硫胺素单磷酸盐（TMP）和硫胺素水平的检测发现，硫胺素及硫胺素代谢酶是良好的AD诊断标志物，敏感度为80.2%，特异度为87.2%，ROC曲线下面积为0.91[4]。为了阐明TDP的减少机制，研究者考察了自愿招募的45名AD患者与38名年龄和性别匹配的无痴呆对照者血中TDP、TMP和硫胺素的含量，以及硫胺素二磷酸酶（TDPase）、硫胺素单磷酸酶（TMPase）和硫胺素焦磷酸激酶（TPK）的活性。结果发现，AD患者TDPase和TMPase活性明显高于对照组，且血中TDP水平与TDPase活性呈负相关、与TPK活性呈正相关。因此，TDPase和TMPase活性增强可能是AD患者的TDP水平较低的原因[5]。上述研究为硫胺素代谢异常假说提供了依据，也提示调控硫胺素代谢酶活性是抗AD药物开发的新方向。

1. 2 潜在治疗靶点

1.2.3 RBO-PI4KⅢα复合物有研究揭示，磷酸肌醇及其代谢酶参与Aβ42代谢和AD的RBO（rolling blackout）、磷脂酰肌醇-4-激酶Ⅲα型（PI4KⅢα）和支架蛋白形成膜定位复合物，可调控膜磷脂酰肌醇-4-磷酸（PI4P）的水平。在表达Aβ42的果蝇模型中，下调RBO/EFR3-PI4KⅢα复合物的表达或抑制PI4KⅢα的酶活性能促进细胞释放Aβ42，减少果蝇模型中神经细胞内的Aβ42积累，并减轻果蝇模型的神经退行性变化[10]。该项研究提示RBO-PI4KⅢα可作为抗AD的潜在治疗靶点。

1.2.4 硫胺素AD是硫胺素代谢异常诱发脑葡萄糖代谢障碍和多级联病理生理反应的代谢性疾病的假说得到一项研究的支持。该研究显示，硫胺酸转运体Slc25a19、硫胺素合成酶Tpk1及硫胺素载体Slc19a3这3种硫胺素代谢相关蛋白，与神经系统疾病相关；在原代大鼠海马神经元中减少Tpk1、Slc25a19或Slc19a3的表达，可以显著降低树突复杂性，总树突分枝尖端数（TDBTN）和总树突分枝长度（TDBL）的变化与胞体大小的变小密切相关，表明硫胺素对胞体和树突生长均有影响[11]。该研究结果进一步支持了硫胺素代谢可能是AD的病因，也为以硫胺素为靶点开发抗AD药物提供进一步证据。

1.2.5 胰岛素样生长因子-1胰岛素样生长因子-1（IGF-1）和AD的关系被进一步证实。研究发现，用IGF-1预处理，能够以剂量依赖性方式抑制Aβ25-35诱导的细胞活力下降和细胞凋亡，同时，也抑制细胞中活性氧（ROS）的产生并增加抗氧化剂活性；进一步研究发现IGF-1通过PI3K/Akt-Nrf2信号通路，促进Nrf2的核易位，并上调其下游基因HO-1的表达，清除ROS，从而保护细胞免受Aβ25-35诱导的细胞损伤，提示IGF是潜在的抗AD治疗靶点[12]。

1.2.6 Rab5通过建立原代基底前脑胆碱能神经元培养体系和神经生长因子（nerve growth factor，NGF）在神经元轴突内逆向运输动态观测体系发现，在AD早期异常增多的APP及其代谢产物β-羧基末端片段（β-CTF，C99）可导致Rab5的活性增加；应用Rab5显性负性突变体——Rab5S34N抑制由APP或C99诱导的Rab5异常激活后，NGF信号轴突逆向运输的异常得到显著改善[13]。该研究证实了AD中NGF信号轴突逆向运输异常的机制可能是由异常积聚的APP或C99所诱导的Rab5异常激活所致，这为Rab5作为一种可能的抗AD

1.2.1 γ-分 泌 酶γ-分 泌 酶 是 淀 粉 样 蛋 白 前 体 蛋 白（amyloid precursor protein，APP）经过一系列蛋白酶切割产生Aβ沉淀的关键酶。γ-分泌酶由4个跨膜蛋白亚基组成，分别为早老素蛋白-1（PS1）、早老素增强子-2（presenilin enhancer-2，PEN-2）、前咽缺陷蛋白-1（anterior-pharynx-defective-1，APH-1）和单过性跨膜蛋白（nicastrin，NC-STN）。其中，编码PS1的基因中有200多个突变与AD病人相关。采用高度纯化的重组γ-分泌酶，检测了138个AD来源的PS1突变对Aβ（Aβ42、Aβ40）产量的影响，结果显示这些突变中约有90%可导致Aβ42和Aβ40的产量减少，同时有10%的突变可导致Aβ42/Aβ40的比率下降。但含有特定PS1突变的γ-分泌酶突变体剪切产生的Aβ42/Aβ40比率，与AD患者发病时的平均年龄无统计学上的显著相关[6]。另一项研究使用突变的γ-分泌酶考察其对野生型γ-分泌酶活性的作用发现，突变的γ-分泌酶通过与野生型γ-分泌酶形成异寡聚体，对野生型γ-分泌酶的剪切活性发挥显性失活效应[7]。这也为进一步理解γ-分泌酶在AD病程中的作用,以及该靶点是否具有药物开发的价值提供了重要的理论依据。

1.2.2 Tau蛋白将果蝇α微管蛋白（α-tubulin）的第40位赖氨酸点突变为谷氨酰胺后，研究发现模拟乙酰化微管可以改善Tau蛋白过表达导致的微管网络和神经突触的发育异常。Tau蛋白过表达的果蝇发育到一定阶段后，再在食物中加入组蛋白去乙酰化酶6（histone deacetylase 6，HDAC6）的特异抑制剂，破坏的微管表型也能得到部分改善，表明在特定时期提高微管乙酰化水平可以修复已破坏的微管网络[8]。该研究揭示了Tau蛋白病发病过程中Tau蛋白破坏微管的机制，并为开发防治Tau蛋白相关疾病[包括一系列的神经退行性疾病，如额颞叶痴呆（bvFTD）、迟滞型失语症（PNFA）、词义性痴呆（SD）等]的药物提供了新思路。另一项研究发现，过表达人类野生型Tau蛋白的小鼠，Tau蛋白异常累积激活钙调神经磷酸酶（CaN），进而导致环磷腺苷效应元件结合蛋白（cAMP response element binding，CREB）去磷酸化。使用FK506抑制CaN可以减弱Tau诱导的CREB失活，从而有效改善神经突触和记忆功能[9]。这项研究不仅揭示了AD记忆能力损伤的新机制，也提供了一个改善Tau蛋白病变的潜在治疗靶标。药物的新靶点提供了强有力的实验依据。

1.2.7 RGBA-1研究发现，秀丽隐杆线虫的一种全新的神经肽（RGBA-1）及其受体（NPR-28）编码基因上存在单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism，SNP），这些遗传多态性导致了野生型线虫交配、进食和运动等能力行为退化速度不同。RGBA-1神经肽由胶质细胞释放，作用于5-羟色胺能和多巴胺能神经元上NPR-28受体，抑制由烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD）依赖的组蛋白去乙酰化酶SIR-2.1介导的线粒体应激反应，进而调控线虫衰老速度，该研究提示RGBA-1及其受体NPR-28可能成为抗AD的新型治疗靶点[14]。

1.2.8 髓细胞触发受体2髓细胞触发受体2（triggering receptor expressed on myeloid cells 2，TREM2）的胞外可溶性片段（sTREM2）在AD患者的脑脊液中大量沉积，并与AD的病理特征tau蛋白水平密切相关。研究发现，sTREM2通过调控PI3K/Akt激酶增强脑中小胶质细胞的存活，并刺激核因子-κB（nuclear factor-kappa B，NF-κB）介导的炎症因子的释放[15]。TREM2的缺失会显著降低小胶质细胞的存活及增殖能力，造成细胞周期停滞于G0/G1期并引发细胞凋亡。通过不同手段恢复TREM2缺失的小胶质细胞内的β-catenin蛋白水平，可显著改善小胶质细胞的存活状态[16]。该研究表明，TREM2介导的Wnt/β-catenin通路是调控小胶质细胞存活的重要因素，也为治疗AD提供了一个新的潜在靶点。

1.3 治疗药物

1.3.1 槲皮素天然产物槲皮素可通过抑制载脂蛋白E（apolipoprotein E，ApoE）的降解而非提高其转录水平，从而增加ApoE蛋白水平并影响Aβ的清除，在5xFAD AD小鼠模型中发现给予槲皮素可显著降低insAβ水平及Aβ斑块的数量，为开发天然产物抗AD提供了新的证据[17]。

1.3.2 TH006降低脑内异常聚集的Tau蛋白是抗AD治疗的重要策略，研究人员通过设计合成一系列包含Tau蛋白识别部分和E3连接酶结合部分等多个功能域的分子，可特异性下调Tau蛋白表达。在这些分子中筛选发现TH006活性最好，其通过增加Tau蛋白泛素化来诱导Tau蛋白降解。转基因小鼠中的研究结果也证实TH006可以调节AD模型小鼠大脑中的Tau蛋白水平[18]。该研究不仅发现一种新的抗AD候选药物，也进一步证实了降低脑内异常聚集的Tau是治疗AD的重要策略。

2 帕金森病

2.1 病因及发病机制

许多临床证据显示，应激状态也可能会影响帕金森病（Parkinson's disease，PD）的疾病进程，但应激在PD的发生发展过程中所扮演的角色目前仍不明确。利用携带致病突变A53T的α-突触核蛋白的转基因小鼠、采用慢性不可预知温和刺激模拟日常生活的压力，发现慢性温和不可预知刺激处理可加速雄性A53T转基因小鼠的病程进展，但对同龄野生型小鼠没有影响；同时慢性温和不可预知刺激加速A53T转基因小鼠病程进展的现象具有性别差异，雌性小鼠对该刺激的敏感性较雄性小鼠弱；进一步考察小鼠脑内炎症反应发现，慢性温和不可预知刺激诱导雄性A53T转基因小鼠黑质小胶质细胞的激活和炎症因子表达的增加是其诱发PD的可能原因[19]。

越来越多的证据表明：黑质中的铁沉积参与了PD的发病过程，但其机制仍不明确。研究使用原代多巴胺能神经元和体外培养的SH-SY5Y细胞发现，铁负载增加细胞中的α-突触核蛋白和ROS的水平，但不影响细胞内α-突触核蛋白mRNA水平；同时，铁负载显著下调Beclin-1水平并降低磷脂酰乙醇胺共价结合型LC3（LC3-phosphatidylethanolamine conjugate，LC3Ⅱ）/胞浆型LC3（cytosolic form of LC3，LC3-Ⅰ）的比率；雷帕霉素处理后，铁负载诱导的α-突触核蛋白水平的增加显著逆转，ROS生成减少[20]。这些结果表明：自噬的抑制是由铁负载诱导的α-突触核蛋白的病理学改变的关键。

2.2 潜在治疗靶点

2.2.1 Clk1Clk1（Clock 1）是合成辅酶Q必需的线粒体羟化酶。研究发现，小胶质细胞中用小干扰RNA（small interfering RNA，siRNA）干扰Clk1表达，可以增强脂多糖（lipopolysaccharides，LPS）诱导的促炎反应并促进有氧糖酵解。抑制糖酵解，可以消除Clk1缺陷引起的炎症反应增强。相关机制研究表明：mTOR/HIF-1α和ROS/HIF-1α信号通路参与了Clk1缺陷诱导的有氧糖酵解。Clk1+/-小鼠给予神经毒素MPTP（1-methyl-4-phenyl-1，2，3，6-tetrahydropyridin）造模后，多巴胺能（dopaminergic，DA）神经元丢失的增加是由于小胶质细胞炎症反应加剧所致，而不是MPTP的神经毒作用[21]。该研究提示，可以通过调控Clk1抑制神经炎症以治疗PD。

2.2.2 c-Abl非受体酪氨酸激酶c-Abl（abelson murine leukemia viral oncogene homolog 1）经MPTP处理的小鼠纹状体及黑质致密部c-Abl被显著激活，神经元中特异性敲除c-Abl可以显著减少MPTP导致的DA神经元死亡；注射c-Abl抑制剂可以显著减少MPTP诱导的神经元死亡，并且显著改善小鼠运动协调能力；在氧化压力下，c-Abl主要激活下游底物p38α；p38α的抑制剂也能够显著抑制MPTP导致的DA神经元的死亡及改善小鼠的运动协调能力[22]。这项研究显示：开发特异性的能够顺利通过血脑屏障的c-Abl或p38α抑制剂在预防或治疗PD中具有重要的应用前景。

2.2.3 水通道蛋白4使用水通道蛋白4（aquaporin 4，AQP4）基因敲除小鼠和星形胶质细胞-小胶质细胞培养体系的研究发现，AQP4敲除可以促进NF-κB的活化、白介素-1β（interleukin 1 beta，IL-1β）和肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）的产生。进一步研究发现，小胶质细胞并不表达AQP4，AQP4缺陷引起的小胶质细胞的活化是通过星形胶质细胞与小胶质细胞相互作用产生的[23]。另一项研究显示：AQP4敲除小鼠和野生型小鼠对MPTP损伤的敏感性不同，野生型小鼠SNc区的DA神经元比中脑腹侧被盖区（ventral tegmental area，VTA）的DA神经元对MPTP的敏感性高，而AQP4敲除小鼠2个脑区的DA神经元对MPTP的敏感性无差异，该结果表明：胶质细胞的AQP4参与并导致SNc和VTA之间DA神经元的易感性差异[24]。上述研究为以AQP4和胶质细胞为抗PD靶点提供新的依据。

2.2.4 Atp13a2以Atp13a2基因缺失小鼠建立慢性MPTP/pPD小鼠模型，发现ATP13A2通过抑制星形胶质细胞Nod样受体蛋白3（Nod-like receptor pyrin domain containing 3，NLRP3）炎症小体的激活，抑制神经炎症反应从而延缓PD进程中DA神经元损伤，发挥神经保护作用[25]。该结果表明：可以通过靶向调控星形胶质细胞ATP13A2的表达或NLRP3炎症小体的激活，调节PD病理进程中神经炎症反应的发生，为延缓PD病理进程抗炎药物的研发提供新的思路。

2.3 治疗药物

聚集形式的α-突触核蛋白的累积与PD的发病机制相关。研究发现，银杏内酯B或白果内酯预处理可保护SH-SY5Y细胞，抑制α-突触核蛋白诱导的细胞活力降低，并在聚集的α-突触核蛋白刺激后减少细胞凋亡[26]。银杏内酯B、白果内酯可能作为抗PD的潜在候选化合物。

3 脑卒中

3.1 发病机制及潜在治疗靶点

3.1.1 发动蛋白相关蛋白1CA3区神经元对缺血耐受与缺血预处理（IPC）后神经元对缺血耐受是2种重要的内源性神经保护机制。采用大鼠海马神经元氧糖剥夺（OGD）模型和四血管闭塞（4-VO）模型研究发现，在海马CA3区局部缺血可选择性诱导线粒体动力蛋白相关蛋白1（mtDrp-1）的表达；而在海马CA1区mtDrp-1不受局部缺血的影响，但IPC可以诱导其表达上调。抑制发动蛋白相关蛋白1（dynamin-related protein 1，Drp-1），可以增加神经元对OGD和全脑缺血的敏感性[27]。该结果表明：海马CA3神经元及IPC处理后神经元中Drp-1表达增加，是海马CA3神经元和IPC后神经元对缺血耐受的原因，提示Drp-1可以作为抗脑卒中的潜在治疗靶点。

3.1.2 Nix研究利用敲除小鼠Parkin基因等多种手段，发现脑缺血复灌过程中并非Parkin介导线粒体自噬，而是神经元中线粒体外膜蛋白Nix通过一种Parkin非依赖途径介导了线粒体自噬。Nix通过第81位丝氨酸磷酸化激活了其介导的线粒体自噬，发挥神经保护作用。该研究首次明确了Nix在脑缺血复灌过程中介导线粒体自噬的重要作用，为今后通过调控线粒体自噬进而干预脑缺血损伤提供了潜在的靶点[28]。

3.1.3 Tau研究分别采用3月龄和12月龄的正常小鼠和tau基因敲除小鼠构建缺血性脑卒中模型，发现在3月龄tau基因敲除小鼠中，Tau蛋白的缺失能够缓解脑卒中发生后的损伤，但12月龄的tau基因敲除小鼠中脑卒中症状并未缓解；12月龄的小鼠注射铁死亡抑制剂liproxstatin-1和ferrostatin-1后，损伤得到明显改善[29]。该研究阐释了Tau蛋白、缺血性脑卒中和铁离子三者之间的联系，提示通过调节Tau蛋白或铁离子转运是抗脑卒中的新治疗方向。

3.2 治疗药物

3.2.1 益母草碱益母草碱（SCM-198）是一种从中药益母草中提取并化学合成的单体。研究发现，在大鼠中动脉闭塞（tMCAO）模型中，用SCM-198处理能够抑制血脑屏障（BBB）损伤进而缩小梗死体积，改善神经损伤；进一步的研究表明SCM-198通过调节HDAC4/NOX4/MMP-9紧密连接途径来保护BBB完整性，该研究结果进一步确证SCM-198抗缺血性卒中作用的可靠性[30]。

3.2.2 P7C3-A20烟酰胺磷酸核糖转移酶（nicotinamide phosphoribosyl transferase，Nampt）是缺血性脑卒中的一种新型治疗靶点。研究使用原代神经元氧糖剥夺/再灌注损伤模型和tMCAO模型，发现Nampt激动剂P7C3-A20通过增加脑组织内NAD水平，发挥神经保护作用[31]。该研究为Nampt激活剂作为抗脑卒中药物提供了进一步证据。

3.2.3 甲磺酸萘莫司他甲磺酸萘莫司他（NM）是一种广谱丝氨酸蛋白酶抑制剂，常用于治疗炎性疾病。研究者在大鼠tMCAO模型中发现，给予NM可以缩小梗死面积，改善行为功能。机制研究表明，NM通过抑制NF-κB信号传导通路和炎症小体激活，降低促炎症因子的表达，促进抗炎因子的表达。此外，NM通过抑制MCP-1、ICAM-1、VCAM-1的表达显著抑制炎症细胞的浸润[32]。远期药效学结果显示，NM治疗可以缩小脑梗死体积，改善运动和认知功能。机制研究表明：NM通过下调细胞周期素依赖蛋白激酶5（cyclin-dependent kinase 5，Cdk 5）活性和上调TrkB-ERK1/2-CREB通路，促进神经轴突和树突再生[33]。

3.2.4 芬戈莫德芬戈莫德（FTY720）是治疗多发性硬化症的新型免疫抑制剂。在脑卒中模型中，给予FTY720可以减少模型动物神经元细胞凋亡和缺血梗死体积，促进神经功能恢复。机制研究发现，FTY720通过调节mTOR/p70S6K信号通路可有效减少神经元自噬，从而减轻小鼠的缺血性脑损伤[34]。用双侧颈总动脉狭窄诱发慢性白质缺血性损伤模型，发现FTY720可以减缓模型动物认知能力下降并改善白质损伤。机制研究发现，FTY720通过抑制STAT3，使小胶质细胞从M1转变为M2极化状态，从而促进少突胶质细胞的增加[35]。

4 抑郁症

4.1 病因及发病机制

对421名重度抑郁症患者和488名对照受试者采集的目前世界上最大的抑郁症静息态脑影像数据进行深度分析后发现，抑郁症能够影响部分非奖赏功能相关的脑区——外侧眶额皮层，并且这些区域与自我功能相关的脑区连接增强。此外，抑郁症患者与奖赏相关的功能脑区——内侧眶额皮层，与负责记忆的脑区连接减弱。该研究首次精确定位了抑郁症功能异常脑区，有助于更深入地了解抑郁症的病理机制，可能为当前抑郁症临床治疗如精神药物疗法以及认知行为疗法等带来新的变革[36]。

为更好研究和模拟人类抑郁症，研究人员成功构建了24 h束缚的新型抑郁症小鼠模型。小鼠在24 h束缚发生35 d后，表现出了类似抑郁的行为，伴有大脑对葡萄糖吸收减少以及成体神经干细胞的减少。表达谱差异分析发现，抑郁和其他精神疾病相关的基因在前额皮层（PFC）和海马中均出现差异化表达。使用抗抑郁药物氟西汀可以逆转这种由长期束缚导致的类抑郁症状，该模型的成功开发为阐明抑郁病因及抗抑郁药物的研发提供帮助[37]。

4.2 潜在治疗靶点

4.2.1 Ephrin B2Ephrin B2（EphB2）受体是与突触发育和成熟有关的酪氨酸激酶受体。研究发现，易受慢性社交失败应激影响的小鼠内侧前额叶皮层（mPFC）EphB2水平及其下游分子水平均显著降低。在mPFC中注射EphrinB1-Fc激活EphB2受体，可以降低易感小鼠对应激的敏感性，产生抗抑郁样行为效应。在mPFC中敲低EphB2受体可增加动物对慢性社交失败应激的易感性，诱发抑郁样行为。机制研究表明：cofilin的磷酸化和离子型谷氨酸AMPA（α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazolepropionic acid）受体转运参与了该过程。这些结果表明EphB2可能是治疗抑郁症的潜在靶点[38]。

4.2.2 甘丙肽受体1研究人员分析了慢性温和应激大鼠抑郁模型不同脑区甘丙肽（GAL）及其2个受体（GALR1和GALR2）的转录本，发现中脑导水管周围灰质腹侧（vPAG）的GALR1 mRNA显著增多。敲低vPAG区域的GALR1，可以逆转大鼠的抑郁症行为。这项研究指出，大鼠的抑郁症行为很可能与vPAG中GALR1表达水平升高有关，GALR1有望成为抗抑郁治疗的新靶标[39]。

4.2.3 TWIK相关的双孔钾通道-1TWIK相关的双孔钾通道-1（TWIK-related K+channel-1，TREK-1）是双孔钾离子通道（K2p）家族的重要成员。研究人员通过理论计算发现，TREK-1胞外结构域存在一个动态空腔，是小分子TREK1抑制剂的潜在结合位点；开展靶向该动态空腔的药物设计并获得了TREK-1抑制剂；分子动力学模拟研究揭示，TREK-1抑制剂通过变构调节的机制实现对通道胞外侧的堵塞，进而抑制通道；动物模型中慢性给药实验结果发现，TREK-1抑制剂起效时间明显快于阳性药氟西汀，TREK-1可能成为快速起效抗抑郁药物治疗的潜在靶标[40]。

4.2.4 线粒体解耦联蛋白2线粒体解耦联蛋白2（UCP2）是位于线粒体内膜上的载体蛋白家族成员。在UCP2敲除小鼠的慢性温和不可预知刺激（CMS）模型中，发现UCP2敲除可加重CMS所致小鼠的抑郁样症状，加重CMS抑制颗粒下区（the subgranular zone，SGZ）细胞增殖的作用和星形胶质细胞的损伤；机制研究表明UCP2通过负调节NLRP3炎症小体的活化并抑制星形胶质细胞中的ROS-TXNIP-NLRP3通路发挥抗抑郁作用[41]。该研究结果表明：UCP2通过调节星形胶质细胞的炎症反应，在抑郁症的发病机制中发挥重要作用，UCP2可能成为治疗抑郁症的潜在靶点。

4.2.5 5-羟色胺羟化酶研究结果显示：抑郁症大鼠脑组织的神经细胞5-羟色胺羟化酶2（TPH2）基因启动子甲基化显著升高，造成TPH2基因表达降低，脑组织的5-羟色胺（5-HT）浓度减少，从而诱导抑郁症的发生；帕罗西汀能改变TPH2基因启动子甲基化程度，促进TPH2基因表达和5-HT的合成[42]。该研究发现，抑郁症发生过程中TPH2基因表观遗传学的改变，为设计全新机制的抗抑郁症药物提供理论基础。

4.3 治疗药物

4.3.1 SOMCL-668 SOMCL-668是sigma-1受体的一种新型别构调节剂。在CMS模型中，SOMCL-668可以在1周内迅速改善动物快感缺失的症状，同时伴随着海马脑源性神经营养因子（brain derived neurotrophic factor，BDNF）表达增加和糖原合成酶激酶3β（glycogen synthase kinase 3 beta，GSK3β）磷酸化水平增高。该研究结果显示，SOMCL-668是一种新型的快速抗抑郁候选药物，变构调节sigma-1受体可能是新的抗抑郁药物开发方向[43]。

4.3.2 越鞠丸近年来，作为快速抗抑郁药氯胺酮及其作用机制成为该领域的研究热点，但氯胺酮的成瘾性和毒性限制了其临床广泛应用。研究人员发现，传统中药复方越鞠丸通过激活抑郁相关脑区PKA/CREB通路，可快速且持久诱导表达BDNF，发挥其抗快速抑郁作用；给予蛋白激酶A（protein kinase A，PKA）抑制剂后，越鞠丸不能诱导BDNF表达，亦不能发挥抗抑郁作用，而氯胺酮快速抗抑郁作用不受影响[44]。该研究为利用传统中医药用于快速抗抑郁的治疗提供了新的思路。

5 其他神经系统疾病

5.1 多发性硬化症

研究发现，IL-17在中枢神经系统内作用于少突胶质前体细胞，激活NOTCH信号通路，从而影响多发性硬化症（MS）疾病的发生发展。使用特异的肽段阻断IL-17RA和NOTCH1的相互作用，可以减轻小鼠实验性变态反应性脑脊髓炎（experimental autoimmune encephalomyelitis，EAE）模型的症状。该研究提示，NOTCH抑制剂可能开发为多发性硬化症的治疗药物[45]。

Kappa阿片受体（KOR）对少突胶质前体细胞向少突胶质细胞的分化非常重要。激活KOR可以促进髓磷脂碱性蛋白（myelin basic protein，MBP）阳性的成熟少突胶质的形成，促进其对神经轴突的包裹。在多发性硬化症小鼠模型中，敲除KOR会导致疾病恶化，而用小分子化合物激活KOR则可通过促进髓鞘再生以缓解病情。在药物导致脱髓鞘动物模型中，激活KOR同样有效，提示KOR可以作为多发性硬化症治疗的潜在靶点[46]。

5.2 疼痛

5.2.1 μ-阿片受体地佐辛是国内广泛应用的阿片类镇痛药。研究发现，地佐辛镇痛作用由激动μ-阿片受体（μ-opioid receptor agonist，MOR）和抑制去甲肾上腺素重摄取（noradrenaline reuptake inhibition，NRI）介导，即通过激动脊髓MOR（占60%）和NRI（占40%），而不涉及其他药理学机制。研究也证明，抑制脊髓去甲肾上腺素重摄取与地佐辛产生较少的镇痛耐受作用有关[47]。在MOR偏向性激动剂的研究中，新型氧杂螺环衍生物SHR9352可体外选择性激活Gi通路，而不影响β-arrestin信号通路。在大鼠手术疼痛模型中，SHR9352能提高大鼠手术切口疼痛模型的阈值，而在小鼠肠蠕动实验中，SHR9352不影响小鼠小肠推进，提示该类化合物可以用于治疗疼痛和疼痛相关疾病[48]。

5.2.2 Nav1.7一项研究根据单细胞RNA测序和功能异质性将小鼠背根神经节（DRG）的躯体感觉神经元进行分类。其中，小DRG神经元分为一类低阈值机械感器和五类机械热伤害感受器（MHN）。每种MHN又可进一步分为2个亚类。大DRG神经元被分为4个类型，包括表达neurexophilin-1的MHN和表达Baiap211的机械伤害感受器[49]。在不同类型的神经元中，成年小鼠神经系统中成纤维细胞生长因子13（fibroblast growth factor 13，FGF13）选择性地在各类伤害性机械与热感觉神经元中高表达，在其他神经组织和神经元中表达水平较低；在背根节伤害性感觉神经元中特异性地敲除FGF13基因的小鼠模型中，FGF13可以通过与Nav1.7的羧基端相互作用，调控热痛[50]。该研究为痛觉理论体系增加了新的内容，同时也提供了新的镇痛药物靶点。

5.2.3 胰高血糖素样肽-1受体一项研究发现，胰高血糖素样肽-1（glucagon-likepeptide-1，GLP-1）受体激动剂通过PKA依赖的p38β MAPK/CREB信号通路增加小胶质细胞β-内啡肽的表达，从而发挥其镇痛作用[51]。另一项研究发现，IL-10的镇痛作用是由脊髓小胶质细胞释放β-内啡肽介导，而不是由IL-10的抗炎作用所导致。脊髓IL-10/β-endorphin镇痛通路可被GLP-1受体激动剂及其他镇痛药或镇痛疗法激活[52]。这2项研究进一步支持了GLP-1受体成为治疗慢性疼痛的潜在新靶点。

5.3 焦虑

在临床上，芳香疗法可以有效缓解焦虑症状。依兰精油在动物模型上体现出抗焦虑作用，但仅对雄性小鼠有效。其中，苯甲酸卞酯、芳樟醇、苯甲醇是其主要有效成分。研究还发现，依兰精油的抗焦虑作用与小鼠脑区DA和5-HT系统有关，该研究为抗焦虑的治疗提供了新的思路[53]。

6 神经系统疾病的分子作用机制

6.1 蛋白异常聚集及自噬

一项研究运用X射线晶体衍射分析技术，成功解析了自噬受体OPTN（optineurin）/TANK结合激酶1（TANK-binding kinase 1，TBK1）复合物以及相关的TBK1/核小体组装蛋白（nucleosome assembly protein 1，NAP1）复合物结构。进一步研究发现，OPTN的E50K突变不仅能增强与TBK1的相互作用，而且还能改变OPTN在细胞内的聚集状态；在细胞内，TBK1的E696K点突变能特异性地打破TBK1与OPTN的相互作用，但并不显著影响TBK1与其他受体蛋白的相互作用[54]。此项研究为进一步理解和阐明TBK1和OPTN相关的基因突变引起神经退行性疾病的致病机制提供了重要的结构基础。

另一项研究发现，磷酸化p38α在蛋白酶体损伤过程中可以调节自噬进而影响细胞凋亡[55]。抑制p38α的磷酸化，LC3-Ⅱ蛋白水平升高，而自噬底物SQSTM1（sequestosome 1）蛋白水平降低，说明磷酸化p38α可负向调控自噬。进一步研究发现，抑制p38α的磷酸化可以抑制mTOR通路从而激活自噬，而激活的自噬减少了细胞凋亡。该研究阐述了磷酸化p38α在蛋白酶体损伤模型中自噬和凋亡之间的重要作用，为研究自噬和凋亡之间的关系提供了新的思路。

6.2 炎症及免疫功能异常

一项最新研究发现，蛋白酪氨酸磷酸酶SHP2可在NLRP3激活剂ATP、尿酸盐结晶以及尼日利亚菌素等的刺激下，依靠线粒体定位基序向线粒体转位；SHP2在线粒体外膜蛋白Tom20/Tom40复合物以及线粒体内膜蛋白Tim23复合物的协助下，穿越线粒体外膜和内膜，在线粒体基质与线粒体内膜蛋白ANT1结合，去磷酸化，从而稳定线粒体膜电位，抑制线粒体DNA以及ROS的释放、下调由此引发的NLRP3炎症小体的过度活化[56]。该研究发现了机体精细调控炎症反应维持内环境稳定的一种机制，为炎症相关疾病的防治提供了新的思路。

以中药苏木的关键活性成分苏木酮A为分子探针的研究发现，苏木酮A可通过直接作用于神经小胶质细胞中靶点蛋白IMPDH2的第140位半胱氨酸位点，诱导其发生变构失活，进而抑制下游NF-κB等炎症相关信号通路，发挥抗神经炎症作用[57]。该研究的意义在于阐明了苏木酮A抗神经炎症的直接靶点，也为靶向IMPDH的药物设计提供了思路。

6.3 表观遗传调控异常

缺血预适应是脑组织经一次或多次短暂的、低于损伤性缺血的刺激后获得的，是对随后长时程、损伤性缺血耐受的一种保护性反应。研究发现，缺血预适应通过calpain激活而导致HDAC3去乙酰化功能下调，激活内源性保护机制，特异性上调保护性基因的表达[58]。该研究提出了一种新的HDAC亚型参与形成脑卒中损伤与保护的机制，为脑卒中神经保护剂的开发提供新的思路和尝试。

另一项在过表达A53T突变的α-突触核蛋白的细胞（A53T细胞）和转基因动物模型中的研究发现，HDAC4参与了神经毒素和遗传因素相互作用的过程[59]。研究证实，神经毒素诱导A53T细胞损伤的过程是通过PKCε-HDAC4-CREB/MEF信号通路发挥作用。给予PKCε特异激动剂，可以阻止神经毒素诱导A53T细胞损伤。

一项研究发现，慢性低氧处理后的APPswe/PS1dE9转基因小鼠，表现出AD相关神经病理表型的加重，空间学习记忆能力下降。表观遗传性分析表明，慢性低氧通过降低小鼠脑内DNA甲基转移酶3β[DNA(cytosine-5-)-methyltransferase 3 beta，DNMT3β]的表达来降低基因组DNA甲基化的水平，并下调γ剪切酶组分相关基因启动子区域的甲基化水平，从而进一步影响这些基因在蛋白水平的表达。通过表观遗传学干预，上调DNMT3β可以逆转这些改变[60]。

O-GlcNAc糖基化修饰是一种细胞内普遍存在、动态可逆的蛋白质翻译后修饰现象。研究发现，NAD依赖的组蛋白去乙酰化酶SIRT1第549位的丝氨酸有O-GlcNAc修饰，O-GlcNAc修饰可增加SIRT1与底物蛋白的亲和力，且使脱乙酰化酶活性增加。进一步研究表明，在应激条件下细胞内SIRT1的O-GlcNAc修饰显著增加，并促进其对p53、FOXO3等靶蛋白的脱乙酰化从而发挥细胞保护作用。该研究发现O-GlcNAc修饰是SIRT1抵抗应激的分子开关，提示O-GlcNAc修饰可能成为抗老年痴呆症的新靶点[61]。

7 结语

近年来随着我国神经药理学研究队伍不断壮大、科研水平不断提升，中国学者在神经药理基础研究和新药开发方面均取得了较好的成果。在基础科研领域，许多重要靶点的结构成功解析，新的作用机制不断被发现；在转化及新药研发方面，越来越多新的疾病生物标志物及有较高临床价值的候选化合物被发现。然而，将这些研究成果转化进入临床，仍有大量的技术难题需要解决。相信随着未来学科间密切合作，临床转化研究不断深入，中国学者将在AD、脑卒中等国际治疗难题中有巨大突破，开创中国中枢神经系统疾病创新药物研发的新篇章。