鼻喷雾剂传递的肽可以减少癫痫发作活动,保护阿尔茨海默病、癫痫的神经元
科学家报告说,一种新的肽增强了大脑的自然机制,帮助预防癫痫发作,并在阿尔茨海默氏症和癫痫的研究模型中保护神经元。
科学家们开发的A1R-CT肽可以通过a喷鼻剂奥古斯塔大学(Augusta University)佐治亚医学院(Medical College of Georgia)阿尔茨海默氏症治疗发现项目的创始主任、神经药理学家王秦博士说,这项研究有望抑制创伤性脑损伤和中风后常见的不受控制的脑电活动,这种脑电活动影响着一半以上的阿尔茨海默氏症患者。
这项研究的通讯作者王说,它可以通过鼻子传递的事实表明,这种肽也有可能成为一种新的癫痫治疗药物,例如,帮助中断癫痫发作集群,在这种集群中,致残性癫痫发作接连发生江森自控的洞察力.
她说,A1R-CT通过抑制神经素发挥作用,神经素是一种蛋白质,有助于确保保护机制本身不会过度兴奋,它可以抑制神经元的过度兴奋,从而破坏正常的交流并产生癫痫。
这种肽以神经元表面的保护性腺苷1受体命名,它被腺苷激活,腺苷是一种主要由神经元支持在大脑中产生的化学物质神经胶质细胞这是对过度兴奋性的反应。
“这是一种强大的受体,可以使神经元沉默,”王说。这种自然的、平静的关系也被认为可以阻止可能导致心律不齐的电活动。事实上,一种可注射的腺苷被用于治疗非常高的心率。
“但是A1受体本身必须被调节,因为如果它被过度激活,你就会睡着,”王说。“神经元试图确保一切都在控制之中,对我们大多数人来说,这工作得很好。我们不会在办公桌前睡着。我们不会癫痫发作,”她说,并指出咖啡因会阻断A1受体。
她说,阿尔茨海默氏症通常伴有癫痫发作,因为大脑中淀粉样蛋白和tau蛋白的特征积聚破坏了神经元之间的交流,造成氧化应激增加并导致炎症,作为对改变的动态的反应,神经元可能会变得过度兴奋。她说:“在阿尔茨海默氏症中,有太多的东西出错了。”癫痫发作可能先于阿尔茨海默氏症的认知能力下降,并且肯定是导致这种衰退的原因,王说。
在这种过度活跃的情况下,A1受体被腺苷激活,这似乎是癫痫发作的一个合理的治疗目标。但事实上,它遍布全身,包括心脏、肺和肾脏,可能会产生广泛的潜在副作用。
回到神经元对内稳态的渴望,王和她的同事们发现,神经素蛋白(似乎主要存在于大脑中)提供了这种平衡,以防止A1受体的过度活跃。
事实上神经蛋白酶主要在大脑中,这意味着改变它的活性不应该有直接改变A1受体活性的潜在全身影响,王说。
“神经苷是一个制动器,所以它不会做太多,”王说。“但现在我们需要移除它来释放A1的力量。”
因此,他们着手开发一种可以干扰A1受体和神经素相互作用的肽,从而获得更多的自然保护,减少癫痫发作的益处。
A1受体的激活通过调节离子通道(细胞膜上的蛋白质允许通过其他蛋白质的细胞)来抑制神经元的兴奋状态,从而帮助产生电信号。结果就是所谓的超极化,这意味着神经元不太可能发出电信号。“神经元越极化,它们就越难兴奋,”王说。
A1受体的激活也会减少谷氨酸的释放,谷氨酸是神经元产生的一种神经递质,可以刺激神经元。它还为神经元提供了额外的好处,通过提供一些保护,防止在受伤的情况下出现氧气和血液供应不足。科学家们注意到死亡人数急剧下降神经元例如,在他们的阿尔茨海默氏症模型中,使用他们的肽。
现在他们已经证明,抑制神经素——无论是通过直接减少还是通过肽来减少——能够增加A1C的作用,从而减少大脑中过度的电活动。他们已经证明,这种肽对严重癫痫发作的小鼠模型和阿尔茨海默氏症小鼠模型的癫痫发作都有效。直接注射到大脑或通过鼻腔喷雾剂是有效的。
科学家们选择鼻喷雾剂来充分探索肽的潜在临床效益。他们在癫痫和阿尔茨海默氏症模型中都发现了类似的强烈反应。
进一步观察靶向神经素的影响,他们发现缺乏神经素的小鼠癫痫发作时间明显更短,不那么严重,而且它们都活了下来。那些神经素水平正常的老鼠经历了长达30分钟的癫痫发作,大约10%的老鼠在发病后不久死亡。阻断A1受体导致神经素缺乏小鼠更严重的癫痫发作,并使死亡率增加到50%以上。
接下来的步骤包括进一步探索这种肽可能用于治疗的特定情况的理想剂量和递送时间。
科学团队还在继续调整肽,以确保其发挥最佳功能,并正在寻求进行临床试验所需的资金。
王,佐治亚研究联盟杰出学者,于2021年4月从阿拉巴马大学伯明翰分校来到MCG,在那里她开始了A1受体和肽开发的研究。她继续与她在UAB的同事进行广泛的合作,他们是这篇新论文的共同作者。第一作者Shalini Saggu博士现在也是MCG神经科学和再生医学系的教员。
癫痫发作是常见的创伤性脑损伤;中风,被认为是一种获得性脑损伤;以及慢性神经退行性疾病,包括阿尔茨海默氏症。
科学家们写道,在大约5000万阿尔茨海默病患者中,多达64%的人经历过癫痫发作。患者会经历全身性强直阵挛性癫痫发作,患者会摔倒、颤抖并失去反应。还有局灶性发病癫痫发作这些动作往往较短,可能包括重复的胳膊或腿的运动、咂嘴和咀嚼。
科学家们写道,大约40%的人癫痫发作无法控制,这表明迫切需要新的治疗方法,而目前的治疗方法对阿尔茨海默氏症患者的效果往往较差。如果不加以控制,癫痫会造成脑损伤和认知障碍。