北京大学深圳研究生院李书鹏团队揭示伊鲁替尼延缓神经退行性疾病ALS发生的分子机制

　　

　　肌萎缩性嵴髓侧索硬化症(ALS)是一种致命的多系统退化性疾病，可用的治疗极少。然而，最近的一些研究表明，以免疫学为基础的治疗有希望的结果。他们的研究结果表明，依鲁替尼治疗显着延缓了 SOD1 G93A 小鼠 ALS 样症状的发作，表现为存活时间的延长和行为障碍的减少。依鲁替尼治疗通过增加肌肉/体重和减少肌肉坏死来显著减少肌肉萎缩。依鲁替尼-尼布治疗也显着降低了 ALS 小鼠的髓质，运动皮层和脊髓中可能由 mTOR/Akt/Pi3k 信号传导介导的促炎细胞因子产生，IBA-1和 GFAP 表达。总之，研究表明依鲁替尼可以通过 mTOR/Akt/PI3K 调节靶向炎症和肌肉萎缩来延缓 ALS 发作，延长生存时间，减缓ALS 进展。

　　由于ALS是病因不明确、病程进展迅速的罕见病，早发现、早治疗，对ALS的治疗，延缓疾病的发展，具有潜在的现实意义。本实验采用预防性给药的策略，在SOD1小鼠6周龄时开始给药，直至19周龄为止，评估Ibrutinib对ALS的保护作用，并且探究Ibrutinib对生存率的影响。

　　2023年6月16日，北京大学深圳研究生院李书鹏实验室在神经药理学杂志Journal of Neuroimmune Pharmacology上发表论文伊鲁替尼通过调控 PI3K/AKT/mTOR 信号通路延缓神经退行性疾病ALS的发生。

　　

　　实验结果（Fig. 1）表明，经过预防性给药，在19周龄时，各实验组小鼠的体重相比野生型小鼠，并无明显下降，提示Ibrutinib可能对ALS病程的发展具有一定的延缓作用。此外爬杆实验和抓力实验结果表明, 单独给予Ibrutinib或者联合给药后，爬杆时间明显下降）且四肢抓力显著增加。另外在本次的生存率评估中，联合使用Ibrutinib和Riluzole可延长SOD1小鼠生存期。

　　

　　Fig.1 伊鲁替尼改善ALS小鼠疾病症状

　　研究表明，在ALS的发生和发展过程中，小胶质细胞和星形胶质细胞介导的神经炎症以及它们与运动神经元之间的相互作用对疾病的发展影响重大。在ALS患者和突变型SOD1小鼠模型的脊髓和运动皮层等病变组织中出现大量小胶质细胞和星形胶质细胞的活化增殖，T淋巴细胞的浸润以及各种炎症因子的产生，因此，本实验采用Western blotting技术检测脊髓、运动皮层和延髓中GFAP和Iba1的蛋白水平。

　　结果（Fig. 2）表明，SOD1小鼠的脊髓、运动皮层和延髓中的GFAP和Iba1的表达水平显著升高，提示此时运动皮层和延髓中存在大量活化的星形胶质细胞和小胶质细胞，而单独给予Ibrutinib或者联合给药后，明显降低GFAP和Iba1的表达，说明Ibrutinib可能通过抑制星形胶质细胞和小胶质细胞的过度活化，减少它们带来的损害作用。

　　

　　Fig.2 伊鲁替尼降低ALS小鼠胶质细胞标志物的表达

　　研究发现，PI3K/AKT信号在介导神经炎症和炎性反应的过程中起重要作用。PI3K可与生长因子受体（如EGFR）结合，通过改变AKT的蛋白结构，并使其活化，并以磷酸化作用激活或抑制下游底物的活性，从而调节细胞的增殖、分化、凋亡以及迁移等过程。mTOR是PI3K/AKT的下游靶点，调节机体代谢。为探究PI3K/AKT/mTOR信号通路在ALS疾病的发生和病情发展中的作用，本实验采用Western blotting技术检测脊髓、运动皮层和延髓中该信号的蛋白表达水平。

　　结果表明，在SOD1小鼠的脊髓、延髓和运动皮层中，PI3K/AKT/mTOR信号表达明显异常，其磷酸化蛋白水平显著下降，提示该信号通路异常在ALS的病程发展中起着重要作用，而单独给予Ibrutinib或者联合给药后，磷酸化蛋白水平明显增加，接近恢复正常水平，表明Ibrutinib通过介导PI3K/AKT/mTOR信号途径，调节炎症因子的水平，从而改善ALS的症状。

　　

　　Fig.3 伊鲁替尼上调ALS小鼠PI3K/AKT/mTOR信号

　　

　　郑程尤（右一，北京大学深圳研究生院博士研究生）为该论文的第一作者，李惟芬（左一，北京大学与华中科技大学协和深圳医院联合培养博士后）为该论文的共同第一作者，北京大学李书鹏教授（左五）为该论文的通讯作者。