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众里寻它千百度,蓦然回首,那药或藏身于抗生素!

2017年4月11日是第21个“世界帕金森病日”,距离帕金森病(Parkinson's disease)被发现正好两百年。数据显示,仅在我国,帕金森病患者数量已不下数百万。帕金森病现已成为继肿瘤、心血管疾病之后危害老年人身体健康的“第三大杀手”。更令人忧心的是,帕金森病的年轻化趋势如今也变得越来越明显。


虽然科技的发展日新月异,但不幸的是,能够有效应对帕金森病的手段却寥寥无几,事实上,人类尚未找到一种药物能够根治这种顽疾。


尽管形势严峻,人类并未放弃努力,仍然在寻觅各种可能的治疗方案。近日,一篇发表在Scientific Reports 上的论文带来了一个出人意料的发现:人类已使用了半个多世纪的一种抗生素,即多西环素(doxycycline),没准会成为治疗帕金森病的希望所在。

多西环素胶囊。图片来源:Wikipedia


该项研究认为,多西环素可以降低α-突触核蛋白的毒性。人们已经知晓,α-突触核蛋白在中枢神经系统细胞里的异常堆积,或造成灾难性的后果,如导致多巴胺能神经元(产生神经递质多巴胺)的死亡。而多巴胺能神经元的死亡,与震颤、运动迟缓和肌僵直等症状之间存在着紧密的关系。目前,尚没有哪种药物能够真正阻止这种神经退行性过程的发展。


本项研究的参与者包括巴西圣保罗大学的三位学者,他们分别是Elaine Del-Bel、Leandro R. S. Barbosa和 Rosangela Itri


“从小鼠身上,我们获得了令人心动的数据,于是盼望着这种神经保护效应能够在人类患者身上同样显现,”Del-Bel说,“这一治疗手段或有助于阻止帕金森病的发展,为此,我们计划尽快开展临床试验。”


要说起来,这一发现可追溯至5年前了, Del-Bel以前教过的一个学生Marcio Lazzarini那时正在德国马克斯•普朗克研究所从事博士后研究。在以小鼠为试验对象寻找可能的帕金森病治疗方案时,研究人员使用了6-羟基多巴胺(6-OHDA,这是一种神经毒素,可导致多巴胺能神经元的死亡),来诱导帕金森病小鼠模型的构建。


“出乎我们意料的是,在40只接受了6-羟基多巴胺的小鼠中,只有2只出现了帕金森病的症状,其他的活蹦乱跳、健康得很,”Del-Bel说,“大家百思不得其解,这时一位实验员突然想起,这些小鼠此前不是误吃过含有多西环素的食物吗?!这下子我们有了一个大胆的设想,说不定正是多西环素保护了那些神经元!”


研究人员又重复了实验,他们设置了第二组动物,通过腹膜内注射,而非食物获取,让受试对象摄入了低剂量的多西环素。结果实验也获得了成功。


找出多西环素神经保护作用背后的机制是近期研究的重心所在,在这种背景下,研究小组与阿根廷图库曼大学Rosana N. Chehín、法国脑与骨髓研究所(ICM)Rita Raisman-Vozari 等研究者展开了合作,希望能够揭示此中的奥秘。


在这些涉及结构和光谱分析的新实验中,研究人员把目光聚焦在了α-突触核蛋白上,该蛋白质被认为是导致多巴胺能神经元死亡的元凶之一。“α-突触核蛋白可聚集成淀粉样纤维,对于大的淀粉样纤维而言,它们并不会毒害细胞。然而,一旦这些蛋白质错误折叠成寡聚体,则会破坏细胞膜,导致神经元受损。” Itri表示。


接下来,研究人员开始查探多西环素是否在α-突触核蛋白聚集和形成纤维的过程中扮演了搅局者的角色。


结合了三种技术——核磁共振、X射线散射和红外光谱——研究人员开始大展拳脚,对两种截然不同的环境进行观察。在不含有多西环素的培养基中,α-突触核蛋白聚集并开始形成淀粉样纤维。而在含有多西环素的培养基中,α-突触核蛋白却形成了另一种形状与大小有所不同的聚集体。Itri指出:“在用培养细胞和模型膜所做的实验中,我们的观察结果表明这种聚集体并未对细胞膜造成损害。”


研究人员利用人神经母细胞瘤细胞进行实验。利用透射电子显微镜,研究人员发现,由于培养基中有多西环素,所以α-突触核蛋白的聚集大减了八成以上。“与之相对应的是,细胞活力也猛增了超过八成。”

多西环素对α-突触核蛋白聚集的影响。图片来源:Sci. Rep.


Del-Bel进一步探究了多西环素对小鼠的治疗效果。“目前我们还没有发表任何数据,但我可以毫不犹豫地说,就动物模型而言,多西环素可以缓解其病症,”Del-Bel说,“初步研究结果显示,除了通过减少某些细胞因子的释放从而起到抗炎作用外,多西环素亦改变了帕金森病发展过程中某些关键基因的表达。”


Del-Bel表示,有研究表明,α-突触核蛋白聚集不仅会对神经元造成损害,也会危及星形胶质细胞和其他胶质细胞。事实上,不单单是帕金森病,其他神经退行性疾病,如路易体痴呆(LBD,在神经退行性疾病领域,其发病率仅次于帕金森病)也与这种聚集有关。有鉴于此,未来的研究亦会关注多西环素是否对这些疾病同样有效。


原文(扫描或长按二维码,识别后直达原文页面,或点此查看原文):

Repurposing doxycycline for synucleinopathies: remodelling of α-synuclein oligomers towards non-toxic parallel beta-sheet structured species

Sci. Rep., 2017, 7, 41755, DOI: 10.1038/srep41755


部分内容编译自:https://medicalxpress.com/news/2017-05-antibiotic-doxycycline-treatment-parkinson-disease.html


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