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一个多世纪以来,阿尔茨海默病(AD)一直被医学界视为一种单向车票,一旦发病,病情便不可逆转地恶化。目前的治疗手段大多只能缓解症状或清除淀粉样蛋白,但对已经受损的认知功能收效甚微。
然而最近,发表在《Cell Reports Medicine》上的一项突破性研究 “Pharmacologic reversal of advanced Alzheimer’s disease in mice and identification of potential therapeutic nodes in human brain”,向这一教条发起了挑战。
来自凯斯西储大学的研究团队发现,通过药物恢复大脑的能量代谢平衡(NAD+稳态),竟然可以让患有晚期AD的小鼠“起死回生”,不仅病理特征消失,认知功能也完全恢复。
这一发现不仅证明了AD的病程并非不可逆,更为人类AD的治疗指出了全新的靶点。
1. 核心危机:大脑的“电池”耗尽了
研究人员首先提出了一个核心观点:大脑的韧性是抵抗疾病的关键,而这种韧性的核心在于 NAD+(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸) 的稳态。NAD+ 就像是细胞的电池,对能量代谢、DNA修复和抗氧化至关重要。
研究团队在AD小鼠模型(5xFAD)中发现,随着疾病的进展,大脑中的 NAD+ 水平显著下降。
- 2个月大时(症状前):NAD+ 水平正常。
- 6个月大时(中期):NAD+ 下降30%。
- 12个月大时(晚期):NAD+ 下降45%。
这表明,AD的严重程度与大脑 NAD+ 稳态的崩坏直接相关。
图1A显示了AD小鼠脑内NAD+/NADH比率随年龄增长而下降,而药物P7C3-A20能恢复这一水平。图1C-E展示了接受治疗后,晚期AD小鼠在记忆力、学习能力和运动协调性上的全面恢复。
2. 神奇分子 P7C3-A20:逆转晚期病程
为了验证恢复 NAD+ 能否逆转疾病,研究人员使用了一种名为 P7C3-A20 的神经保护化合物。这种药物能通过激活补救合成途径,恢复大脑的 NAD+ 水平,且不会产生过量毒性。
实验设计极其大胆:研究人员等到小鼠 12个月大(相当于人类晚期AD,已出现严重病理和认知障碍) 时才开始给药。
结果令人震惊:
- 认知完全恢复: 在迷宫测试、物体识别测试中,接受治疗的晚期AD小鼠表现得和健康小鼠一样好。
- 突触功能恢复: 大脑海马体的长时程增强(LTP,记忆的生理基础)被重新激活。
这证明,即使在疾病晚期,只要恢复了大脑的能量代谢韧性,认知功能是有可能被“唤醒”的。
3. 扫清大脑“垃圾”与修复屏障
除了认知功能的恢复,P7C3-A20 在微观层面上也对大脑进行了大扫除和修缮。
- 清除斑块与缠结: 治疗显著减少了大脑中的β-淀粉样蛋白(Aβ)斑块和Tau蛋白的异常磷酸化。值得注意的是,血浆中的 p-tau217(一种敏感的临床AD生物标志物)水平也随之下降。
- 修复血脑屏障(BBB): AD通常伴随着血脑屏障的渗漏。研究发现,P7C3-A20 修复了受损的血管内皮细胞和周细胞,阻止了外周免疫分子入侵大脑。
图注:展示了药物治疗显著减少了大脑皮层和海马体中的淀粉样斑块(A图)和Tau蛋白病理(F图),同时修复了血脑屏障的渗漏(J图)。
4. 熄灭炎症之火,保护神经元
AD的大脑内部就像经历了一场战火:氧化应激横行,DNA受损,神经炎症爆发,神经元大量死亡。
研究显示,恢复 NAD+ 稳态后:
- DNA损伤修复: 神经元内的DNA断裂明显减少。
- 炎症消退: 异常激活的星形胶质细胞和小胶质细胞恢复平静,促炎因子水平下降。
- 神经新生: 令人惊喜的是,海马体中新生的神经元数量增加,且存活率提高。
图注:直观地展示了治疗后DNA损伤信号(TUNEL,A图)的减少,以及神经炎症标记物(GFAP和Iba1,B/C图)的显著降低。
5. 机制揭秘:从小鼠到人类
为什么恢复 NAD+ 如此有效?研究人员在人类脑血管内皮细胞(HBMVECs)中发现,P7C3-A20 可以保护线粒体功能,防止氧化应激导致的细胞“停电”。
重要的是,这项研究连接了小鼠模型与人类患者的数据。研究人员发现:
人类AD患者的大脑同样存在严重的 NAD+ 代谢失调,且程度与病情严重性正相关。
NDAN人群(有病理但无痴呆):有一类特殊人群,他们脑中有大量斑块,但生前没有痴呆症状。研究发现,这些人的大脑 NAD+ 合成酶表达水平并未下降。这暗示了 NAD+ 是维持大脑韧性、抵抗病理毒性的关键。
图注:揭示了人类AD大脑中NAD+稳态的破坏与Tau蛋白病理、炎症等严重程度的相关性。
6. 寻找人类治疗的新靶点
为了将小鼠的发现转化为人类的治疗方案,研究团队进行了跨物种的多组学分析。他们对比了小鼠和人类AD大脑的蛋白质组学数据,找到了 46个关键蛋白。
这些蛋白在人类AD和患病小鼠中都表达异常,而在被治愈的小鼠中恢复了正常。它们涉及蛋白质稳态、线粒体功能、突触结构等关键生理过程。这46个蛋白,极有可能成为未来开发人类AD逆转疗法的“藏宝图”。
图注:通过多组学分析,展示了在药物治疗后,小鼠大脑中哪些蛋白表达模式发生了逆转,并与人类AD数据进行了重叠筛选,找出了潜在的治疗靶点。
结语
这项研究具有里程碑式的意义。它告诉我们,阿尔茨海默病造成的认知损伤并非绝对不可逆。通过 P7C3-A20 这样的小分子药物恢复大脑的 NAD+ 稳态,不仅能预防疾病,甚至能在疾病晚期实现逆转。
这为未来的AD治疗指明了新方向:不再仅仅盯着淀粉样蛋白,而是致力于恢复大脑自身的代谢韧性。
数据来源:Chaubey et al., 2026, Cell Reports Medicine 7, 102535
Pharmacologic reversal of advanced Alzheimer’s disease in mice and identification of potential therapeutic nodes in human brain |
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