脂化CART类似物在MSG诱导的肥胖小鼠模型中展示厌食和神经保护潜力

文摘   2024-08-29 09:00   山东  

Bringing medical advances from the lab to the clinic.


关键词:AD;CART肽;Tau蛋白超磷酸化;低体温;脂化;European Journal of Pharmacology

阿尔茨海默病(AD)作为一种进行性神经退行性疾病,是导致老年人痴呆的最主要原因。AD的病理特征包括大脑中的Tau蛋白超磷酸化、神经纤维缠结、β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积等。Tau蛋白超磷酸化是AD发病机制中的关键环节,与神经细胞功能障碍和死亡密切相关。越来越多的证据表明,肥胖和糖尿病等代谢性疾病与AD的发病风险增加有关,这可能与胰岛素抵抗导致的大脑胰岛素信号传导受损有关【1】。此外,体温过低(低体温)可能促进Tau蛋白超磷酸化,从而可能增加AD的风险。


CART(可卡因和安非他命调节转录物)肽作为一种在下丘脑中产生的神经肽,已被证实具有调节食欲和能量平衡的作用。然而,由于CART肽的肽性质,其在体内的稳定性和血脑屏障的穿透性较差,限制了其临床应用前景【2】。脂化技术是提高多肽类药物稳定性和生物利用度的一种有效手段。通过在CART肽的N-末端引入脂肪酸,可以增强其在体内的稳定性,并可能促进其通过血脑屏障,发挥中枢神经系统的效应。


近日, Andrea Pačesová  European Journal of Pharmacology 杂志上表题为 Lipidized analogues of the anorexigenic CART (cocaine- and amphetamine-regulated transcript) neuropeptide show anorexigenic and neuroprotective potential in mouse model of monosodium-glutamate induced obesity 的研究论文【3】。研究旨在探讨一种新型的脂化CART神经肽类似物,在小鼠模型中对肥胖和AD的神经保护效果

研究表明,与非脂化的2-SS-CART(61–102)相比,所有脂化类似物在PC12细胞上显示出更强的结合亲和力和在大鼠血浆中的稳定性。两种最有效的脂化类似物减弱了低温诱导的Tau蛋白超磷酸化。此外,棕榈酰化2-SS-CART(61–102)的长期皮下注射显著降低了肥胖MSG小鼠的体重和食物摄入量,改善了代谢参数,降低了pTau水平,并增加了海马齿状回的神经生成。

如需原文,请加微信healsana获取,备注20240730EJP

主要结果

🔷  脂化CART肽类似物:

  • 结合亲和力所有脂化CART肽类似物在PC12细胞上展现出了强效的结合亲和力,其中棕榈酰化2-SS-CART(61–102)对未分化和NGF分化的PC12细胞具有最高的亲和力。

  • 稳定性:与非脂化的2-SS-CART(61–102)相比,棕榈酰化和肉豆蔻酰化2-SS-CART(61–102)在大鼠血浆中的体外稳定性显著提高,半衰期延长。
  • 对Tau蛋白磷酸化的调节在PC12细胞中,经脂化CART肽类似物处理后,特别是在低温条件下,Tau蛋白的超磷酸化得到了显著抑制,特别是棕榈酰化2-SS-CART(61–102)能够显著降低所有测试的Tau磷酸化位点。

🔷  动物实验:
  • 厌食和体重下降效果在MSG肥胖小鼠模型中,长期皮下注射棕榈酰化2-SS-CART(61–102)显著减少了食物摄入量和体重,表明其具有穿透血脑屏障的潜力。
  • 代谢参数的改善:棕榈酰化2-SS-CART(61–102)治疗的MSG小鼠显示出胰岛素、瘦素和胆固醇水平的显著降低,以及胰岛素抵抗的改善。
  • Tau蛋白磷酸化在体内的降低:在MSG小鼠中,长期注射棕榈酰化2-SS-CART(61–102)显著降低了海马区Tau蛋白在Thr212位点的磷酸化水平。
  • 棕色脂肪组织中UCP-1表达的增加:棕榈酰化2-SS-CART(61–102)治疗的MSG小鼠在棕色脂肪组织中显著增加了UCP-1 mRNA的表达,表明其可能通过激活棕色脂肪组织的产热作用来影响能量代谢。
  • 海马区神经发生的增加:长期注射棕榈酰化2-SS-CART(61–102)显著增加了MSG小鼠海马区早期和晚期神经发生的标记物DCX和Tau3R阳性细胞的数量。

述实验结果表明,脂化CART肽类似物在体外和体内均显示出对AD相关病理过程的潜在调节作用,具有厌食、神经保护和改善代谢参数的多重效果,为AD的预防和治疗提供了新的策略

Fig. 1 实验设计概览

Fig. 2  脂化CARTp类似物血浆稳定性


Fig. 3 棕榈酰化2-SS-CART(61–102)对Tau蛋白磷酸化和PP2A水平的影响


Fig. 4 CART肽类似物对低温诱导Tau蛋白磷酸化的影响


Fig. 5 CART(61–102)和棕榈酰化2-SS-CART(61–102)对食物摄入和体重影响


Fig. 6 CARTp对Tau蛋白磷酸化和UCP-1 mRNA表达的影响


Fig. 7 棕榈酰化2-SS-CART(61–102)对神经生成影响


编者按:
临床意义和科研启示
本研究成功设计并验证了一种新型脂化CART肽类似物,它在临床前模型中显示出显著的厌食和神经保护效果,为肥胖和AD的治疗提供了潜在新策略
研究结果显示,通过皮下注射棕榈酰化2-SS-CART(61–102),不仅能降低肥胖小鼠的体重和改善代谢参数,还能减少Tau蛋白的病理性超磷酸化,并增加棕色脂肪组织中UCP-1 mRNA的表达,从而可能通过促进能量消耗来对抗肥胖
此外,研究发现的血清蛋白质标志物为AD的早期诊断和干预提供了新思路。这些发现强调了个性化医疗的重要性,并为未来的跨学科研究和药物开发指明了方向,尽管脂化CART肽的长期安全性和作用机制仍需进一步研究。

原文链接:
【1】https://doi.org/10.7759/cureus.18362
【2】https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2023.175713
【3】https://doi.org/10.1016/j.ejphar.2024.176864

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作者:Amber Wang,微信号:Healsana。助理:ChatGPT
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