阿爾茲海默癥研究備受關注的10個熱門靶點及其抑制劑/激動劑的機制
阿爾茨海默癥（AD）的病理機制涉及β-淀粉樣蛋白（Aβ）沉積、Tau蛋白過度磷酸化、神經信號通路異常、神經炎癥反應失調等多重因素。近年來，針對上述AD不同生理過程的抑制劑研究取得顯著突破，在大鼠、小鼠、恒河猴等多種動物AD模型中有著廣泛的研究應用。AbMole為全球科研客戶提供高純度、高生物活性的抑制劑、細胞因子、人源單抗、天然產物、熒光染料、多肽、靶點蛋白、化合物庫、抗生素等科研試劑，全球大量文獻專利引用。
一、神經遞質與信號通路調節(jié)劑
1. 乙酰膽堿酯酶（AChE）抑制劑
AD的早期特征之一是基底前腦（BFB）區(qū)域中的膽堿能神經元丟失，導致乙酰膽堿的釋放減少，進而影響大腦多個區(qū)域中神經元的功能活性，并最終導致學習和記憶功能障礙。在動物AD模型中，通過注射乙酰膽堿酯酶（AChE）抑制劑可增加大腦中乙酰膽堿的水平，從而改改善上述狀況。在科研領域中，備受關注的AChE抑制劑有Donepezil（E2020，AbMole，M3601）、Rivastigmine（ENA 713，AbMole，M10928）、Galantamine（AbMole，M14548）、Tacrine（AbMole，M54846）等，它們可有效抑制AChE家族的活性。上述抑制劑除了能提高AD模型中的乙酰膽堿酶水平，還能抑制Aβ蛋白的產生，其機制如下：AChE抑制劑可通過升高乙酰膽堿的水平促進淀粉樣前體蛋白（APP）通過非淀粉樣蛋白途徑代謝，減少Aβ肽的產生[1]；部分乙酰膽堿酯酶抑制劑如Donepezil（E2020）、Rivastigmine（ENA 713）等可通過增加乙酰膽堿水平間接抑制γ-分泌酶的活性。γ-分泌酶負責切割APP產生Aβ肽，其活性的抑制可以減少Aβ蛋白的生成[2]。
2. N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受體抑制劑
NMDA受體（N-甲基-D-天冬氨酸受體）是中樞神經系統(tǒng)中的一種離子型谷氨酸受體，廣泛表達于大腦的各個區(qū)域。NMDA受體的過度激活將導致鈣離子內流增加，破壞細胞內鈣穩(wěn)態(tài)，進而引發(fā)一系列細胞內信號通路的紊亂，最終導致神經元死亡和AD樣變化。NMDA受體拮抗劑如Memantine（AbMole，M3326）可通過抑制NMDA受體保護神經元，在多種動物模型（大鼠、小鼠）中表現出良好的AD抑制效果。例如Memantine可保護由Aβ1-40 誘導的大鼠神經元細胞損傷[4]。
3. 毒蕈堿受體（mAChR）激活劑
毒蕈堿受體（mAChR）在哺乳動物的認知功能中扮演著重要的角色，分為M1至M5五個亞型，廣泛分布于大腦皮層、海馬和基底神經節(jié)等區(qū)域，與認知功能密切相關。Blarcamesine（AbMole，M6203）和ML380（AbMole，M28716）是mAChR的激動劑，可通過調節(jié)細胞內鈣穩(wěn)態(tài)，減少Aβ蛋白對神經元的毒性作用，這種調節(jié)作用有助于維持神經元的正常功能，減少神經退行性變化。
4. 煙堿型乙酰膽堿受體（nAChRs）激動劑
煙堿型乙酰膽堿受體（nAChRs）激動劑也是AD動物模型研究中常用的一類工具化合物。ABT-089（Pozanicline，AbMole，M8553）是煙堿 α4β2和α6β2受體的激動劑，可顯著改善實驗動物的認知功能[5]。Varenicline（CP 526555，AbMole，M6268）、Isopronicline（TC-1734，ACD3480AbMole，M29693）作為α4β2或α7 nAChR的激動劑可以在多種動物體內調節(jié)神經遞質釋放、減少氧化應激和炎癥反應，提供神經保護以及增強突觸可塑性，促進學習和記憶[5]。
二、作用于淀粉樣蛋白（Aβ）的抑制劑
淀粉樣蛋白的異常聚集是AD的核心標志之一。Aβ蛋白的異常產生和清除失衡導致其在腦內聚集，形成寡聚體和原纖維并破壞突觸的結構與功能。Aβ蛋白的形成是一個多步驟的蛋白水解過程，核心涉及淀粉樣前體蛋白（APP）的切割。APP是一種表達于神經元表面的跨膜蛋白，在正常生理條件下，APP 更易被α-分泌酶切割。但當APP被 β-分泌酶（如BACE1）首先切割時，則會產生 C 端片段（C99），C99則進一步被γ-分泌酶切割后將產生不同長度的 Aβ肽段，包括Aβ1-40（約占 90%）和 Aβ1-42（約占 10%）。Aβ1-42 （Amyloid β-Peptide 1-42）因疏水性更強，更易發(fā)生錯誤折疊并形成聚集物，也是動物AD模型最常用的造模劑之一[6]。
1. Aβ蛋白合成抑制劑
β分泌酶抑制劑
β-分泌酶（也稱為β位點APP裂解酶; BACE1），是切割APP并產生Aβ蛋白的起始和核心步驟。β-分泌酶在AD研究領域中一直是熱門靶點，Verubecestat (MK-8931，AbMole，M9386) 可通過高親和力結合BACE1的疏水位點，抑制其活性，Verubecestat在小鼠和靈長類動物模型中顯著降低了腦脊液和大腦中的Aβ蛋白水平[7]。此外， AZD3293 (Lanabecestat，AbMole，M5227) 、Atabecestat (JNJ-54861911，AbMole，M10943) 、Elenbecestat (E2609，AbMole，M10942) 、Umibecestat（CNP520，AbMole，M28304）、LY2886721（AbMole，M1987）等也是動物實驗中常用的β-分泌酶（BACE1）抑制劑。
γ分泌酶抑制劑和調節(jié)劑
γ-分泌酶是負責Aβ生成最后一步的酶，也是AD研究的另一個重要靶點。Semagacestat（LY450139，AbMole，M2277）是一種經典的γ-分泌酶抑制劑（GSIs），通過抑制γ-分泌酶的活性，減少Aβ蛋白的產生。Avagacestat（BMS-708163，AbMole，M1947）則是一種選擇性的γ-分泌酶抑制劑，能夠在降低Aβ蛋白水平的同時減少對Notch信號通路的影響。Nirogacestat（PF-3084014，AbMole，M9041）是一種可以通過灌胃形式或混在動物飲用水中給予實驗動物的γ-分泌酶抑制劑，適合長期研究使用。Begacestat（GSI-953，AbMole，M3619）也是一種對Notch-1通路具有低抑制活性的γ-分泌酶抑制劑，能夠優(yōu)先抑制APP的切割，保留Notch1的信號。除了上述幾款抑制劑，LY-411575（LSN-411575，AbMole，M2130）、MK-0752（AbMole，M2120）等抑制劑也可用于動物AD模型的研究，抑制Aβ的產生。2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學用于動物體內實驗，相關科研成果發(fā)表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。
α-分泌酶激活劑
α分泌酶活性的上調可以促進APP 以非淀粉樣蛋白的形式切割，以此減少 Aβ蛋白的形成并增加可溶性結構域（sAPPα）的產生。Etazolate（AbMole，M56752）是磷酸二酯酶 (PDE4) 抑制劑和GABAα受體調節(jié)劑，有文獻證實Etazolate可激活神經元α分泌酶，在具體實驗中Etazolate可以通過口服形式給與動物，便于開展實驗研究[7]。Bryostatin-1（苔蘚抑素1，AbMole，M7647）、Epigallocatechin Gallate（EGCG，表沒食子兒茶素沒食子酸酯，AbMole，M4208）等調節(jié)劑可通過激活蛋白激酶C（PKC）提高α-分泌酶的活性，促進APP的非淀粉樣蛋白途徑代謝[8]。Gemfibrozil（AbMole，CI-719，M7822）則可通過刺激ADAM10（α-分泌酶家族重要亞型）的啟動子活性，增加ADAM10的表達，從而減少Aβ蛋白的產生。雌二醇（Estradiol，β-Estradiol，AbMole，M5625）是一種激素，最近的文獻發(fā)現雌二醇可通過激活Akt和mTOR信號通路，增加α-分泌酶的活性，促進APP的非淀粉樣蛋白途徑代謝[9]。
2. Aβ蛋白聚集抑制劑
Aβ蛋白產生神經毒性的主要機制之一是聚集體的形成。在動物實驗中，Aβ蛋白聚集抑制劑通過阻止Aβ蛋白的聚集，可減少后者對神經元的毒性。銅和鋅離子等金屬離子在Aβ蛋白的聚集過程中起關鍵作用，Clioquinol（PBT1，AbMole，M5528）是一種羥基喹啉離子載體，可通過螯合上述金屬離子減少Aβ蛋白的聚集[10]。Scyllo-inositol（Scyllitol,AZD103, ELND-005，AbMole，M21016）可通過穩(wěn)定Aβ1-42的低聚態(tài)構象，阻止Aβ蛋白的進一步聚集。在動物研究中，Scyllo-inositol（ELND-005）降低了可溶性和不溶性 Aβ1–40的濃度，并改善了突觸丟失和神經膠質炎癥反應。此外，胰島素信號傳導在維持突觸功能和認知功能中起著重要作用，Scyllo-inositol（AZD 103, ELND-005）還能增強胰島素信號傳導改善實驗動物的認知和學習能力[11]。
三、靶向Tau蛋白的調節(jié)劑
Tau（微管相關蛋白Tau，MAPT）是一種細胞質蛋白，主要的生理功能是與微管蛋白結合，穩(wěn)定微管。在阿爾茨海默癥中，Tau蛋白異常磷酸化，產生對神經元有害的聚集體（神經原纖維纏結）。以Tau蛋白為靶點的調節(jié)劑主要分為兩類，第一類是調節(jié)Tau磷酸化相關的信號通路、激酶或者去磷酸化酶（如GSK3、PP2A等）；第二類則是抑制磷酸化Tau蛋白形成纏結。
1. Tau蛋白磷酸化調節(jié)劑
Valproic acid（AbMole，M1876）、SB216763（AbMole，M2061）、Tideglusib （NP-12，NP031112，AbMole，M2306）等化合物是高效的GSK3抑制劑，可通過抑制GSK-3β的活性，減少Tau蛋白在多個位點（如 Ser396、Thr231）的磷酸化。在動物模型中，這類抑制劑可降低Tau磷酸化水平，并改善與Tau相關的神經元結構異常。還有研究發(fā)現細胞周期蛋白依賴性激酶 5（CDK5）在神經元中過度激活時會導致Tau磷酸化。Roscovitine（Seliciclib, CYC202，AbMole，M1974）可特異性抑制CDK5的活性，在實驗中能減少Tau磷酸化產物的生成。蛋白磷酸酶2A（PP2A）是Tau去磷酸化的主要酶類，Forskolin被文獻證實可以通過激活PP2A，增強Tau的去磷酸化。Davunetide（NAP，AbMole，M29256）是一種由8個氨基酸組成的多肽，來源于活性依賴性神經保護蛋白 (ADNP)。Davunetide已在阿爾茨海默癥動物模型中進行了測試，并表現出調節(jié)微管組裝，以及抑制Tau過度磷酸化和減少Aβ蛋白等功能。
2. Tau蛋白聚集抑制劑
Methylene blue（亞甲藍，亞甲基藍，AbMole，M5783）可與Tau蛋白的聚集核心結合，抑制Tau原纖維的形成，并促進已形成的聚集體解聚，Methylene blue被用于減少小鼠模型中Tau聚集物的沉積，改善神經元的存活狀態(tài)。TRx0237（Leucomethylene blue mesylate，AbMole，M14554）是一種Methylene blue (亞甲基藍)的一種還原形式，在阿爾茲海默癥動物模型中的早期Tau蛋白的聚集表現出顯著的抑制活性。Curcumin（Diferuloylmethane，姜黃素，AbMole，M2198）是一種具有多種活性的天然產物，近期有研究發(fā)現Curcumin可抑制Tau蛋白的聚集。Lithium chloride（LiCl，氯化鋰，M9977）也是一種GSK3抑制劑，廣泛用于中樞神經系統(tǒng)特別是AD模型的研究。
3. 靶向Tau蛋白的其它調節(jié)劑
Salsalate（Disalicylic acid，雙水楊酸酯，AbMole，M2998）是一種小分子非甾體抗炎劑，已被證明可以抑制Tau乙�；�。在轉基因小鼠模型中，Salsalate降低了海馬萎縮并減少了記憶缺陷。LY3372689（Ceperognastat，AbMole，M29407）是一種O-GlcNAcase (OGA) 酶抑制劑，O-GlcNAcase酶負責去除蛋白質上的O-GlcNAc修飾。LY3372689通過抑制OGA，進而增加Tau蛋白的O-GlcNAcylation水平，減少Tau蛋白在相關位點的磷酸化，降低Tau蛋白的聚集傾向。TPI-287（Abeotaxane，AbMole，M30686）是一種合成的紫杉烷衍生物，最初用于研究中樞神經系統(tǒng)惡性腫瘤。TPI-287通過靶向微管蛋白（Tubulin），發(fā)揮微管穩(wěn)定作用。在正常神經元中，Tau蛋白有助于微管的穩(wěn)定，而當Tau蛋白功能失調時，微管會變得不穩(wěn)定，導致軸突運輸受損。TPI-287通過穩(wěn)定微管，有助于補償因Tau蛋白功能失調導致的微管不穩(wěn)定性。在Tau轉基因小鼠模型中，TPI-287能夠降低大腦中過度磷酸化的Tau蛋白水平，并改善認知表現。Nicotinamide（Niacinamide，煙酰胺，AbMole，M4896）是NAD和NADP的活性成分，煙酰胺可以預防阿爾茨海默癥小鼠模型的認知缺陷，并能降低磷酸化Tau蛋白（Thr231）在大腦中的濃度。此外，煙酰胺還能抑制大腦sirtuin脫乙酰酶，上調乙酰基α-微管蛋白、蛋白 p25 和 MAP2c，上述這些變化都與微管穩(wěn)定性的增加有關。
四、靶向線粒體功能障礙的調節(jié)劑
靶向細胞器（例如線粒體）是抑制阿爾茨海默癥的一種新方法，與目前主導研究的以蛋白質為重點的策略不同。線粒體功能障礙在阿爾茨海默癥早期發(fā)生，促進突觸損傷和細胞凋亡，并被認為是神經退化的重要因素[12]。 MitoQ（Mitoquinone，AbMole，M9068）是一種線粒體靶向抗氧化劑，能夠穿透線粒體并中和自由基，從而減少氧化應激[13]。 Latrepirdine（Dimebolin，AbMole，M2231）是一種具有神經保護、抗凋亡作用等多種活性的化合物，Dimebon抑制線粒體通透性轉換孔（mPTP）的開放，增加線粒體膜電位，改善ATP合成。Latrepirdine在動物實驗中顯示出改善認知和學習的效果。除了上述幾種化合物，Resveratrol（SRT501，白藜蘆醇，AbMole，M2267）等也可以增強線粒體功能、減少氧化應激并抑制AD動物模型中的退行性神經變化。
五、靶向神經炎癥的抑制劑
圖 5. Microglial FIT2 deficiency reduces Aβ load in the AD brain[15]
2. Small Struct. 2024, 5, 2400241.
圖 6. Inhibition of BACE1 by the LY2811376. A) SWV curves of incubation with different concentrations of LY2811376 (0, 0.01, 0.1, 1, and 10 μm)[16]
參考文獻及鳴謝
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[10] Y. J. Kang, Y. N. Diep, M. Tran, et al., Therapeutic Targeting Strategies for Early- to Late-Staged Alzheimer's Disease, International journal of molecular sciences 21(24) (2020).
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[16] Tao Cheng, Peifen Lu, Yixi Dong, et al., A Bilingual Nanobiosensor for Cross‐Category Integrated Decoding of the Beta‐Site Amyloid Precursor Protein‐Cleaving Enzyme 1–Aβ Oligomer Signaling Pathway, Small Structures 5(11) (2024).
一、神經遞質與信號通路調節(jié)劑
1. 乙酰膽堿酯酶（AChE）抑制劑
AD的早期特征之一是基底前腦（BFB）區(qū)域中的膽堿能神經元丟失，導致乙酰膽堿的釋放減少，進而影響大腦多個區(qū)域中神經元的功能活性，并最終導致學習和記憶功能障礙。在動物AD模型中，通過注射乙酰膽堿酯酶（AChE）抑制劑可增加大腦中乙酰膽堿的水平，從而改改善上述狀況。在科研領域中，備受關注的AChE抑制劑有Donepezil（E2020，AbMole，M3601）、Rivastigmine（ENA 713，AbMole，M10928）、Galantamine（AbMole，M14548）、Tacrine（AbMole，M54846）等，它們可有效抑制AChE家族的活性。上述抑制劑除了能提高AD模型中的乙酰膽堿酶水平，還能抑制Aβ蛋白的產生，其機制如下：AChE抑制劑可通過升高乙酰膽堿的水平促進淀粉樣前體蛋白（APP）通過非淀粉樣蛋白途徑代謝，減少Aβ肽的產生[1]；部分乙酰膽堿酯酶抑制劑如Donepezil（E2020）、Rivastigmine（ENA 713）等可通過增加乙酰膽堿水平間接抑制γ-分泌酶的活性。γ-分泌酶負責切割APP產生Aβ肽，其活性的抑制可以減少Aβ蛋白的生成[2]。
圖 1. Donepezil可以改善Aβ25-35肽誘導的小鼠AD模型的水迷宮測試表現[3]
2. N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受體抑制劑
NMDA受體（N-甲基-D-天冬氨酸受體）是中樞神經系統(tǒng)中的一種離子型谷氨酸受體，廣泛表達于大腦的各個區(qū)域。NMDA受體的過度激活將導致鈣離子內流增加，破壞細胞內鈣穩(wěn)態(tài)，進而引發(fā)一系列細胞內信號通路的紊亂，最終導致神經元死亡和AD樣變化。NMDA受體拮抗劑如Memantine（AbMole，M3326）可通過抑制NMDA受體保護神經元，在多種動物模型（大鼠、小鼠）中表現出良好的AD抑制效果。例如Memantine可保護由Aβ1-40 誘導的大鼠神經元細胞損傷[4]。
圖 2. Memantine對淀粉樣β蛋白1-42處理的大鼠海馬神經元細胞的保護作用示意圖[4]
3. 毒蕈堿受體（mAChR）激活劑
毒蕈堿受體（mAChR）在哺乳動物的認知功能中扮演著重要的角色，分為M1至M5五個亞型，廣泛分布于大腦皮層、海馬和基底神經節(jié)等區(qū)域，與認知功能密切相關。Blarcamesine（AbMole，M6203）和ML380（AbMole，M28716）是mAChR的激動劑，可通過調節(jié)細胞內鈣穩(wěn)態(tài)，減少Aβ蛋白對神經元的毒性作用，這種調節(jié)作用有助于維持神經元的正常功能，減少神經退行性變化。
4. 煙堿型乙酰膽堿受體（nAChRs）激動劑
煙堿型乙酰膽堿受體（nAChRs）激動劑也是AD動物模型研究中常用的一類工具化合物。ABT-089（Pozanicline，AbMole，M8553）是煙堿 α4β2和α6β2受體的激動劑，可顯著改善實驗動物的認知功能[5]。Varenicline（CP 526555，AbMole，M6268）、Isopronicline（TC-1734，ACD3480AbMole，M29693）作為α4β2或α7 nAChR的激動劑可以在多種動物體內調節(jié)神經遞質釋放、減少氧化應激和炎癥反應，提供神經保護以及增強突觸可塑性，促進學習和記憶[5]。
二、作用于淀粉樣蛋白（Aβ）的抑制劑
淀粉樣蛋白的異常聚集是AD的核心標志之一。Aβ蛋白的異常產生和清除失衡導致其在腦內聚集，形成寡聚體和原纖維并破壞突觸的結構與功能。Aβ蛋白的形成是一個多步驟的蛋白水解過程，核心涉及淀粉樣前體蛋白（APP）的切割。APP是一種表達于神經元表面的跨膜蛋白，在正常生理條件下，APP 更易被α-分泌酶切割。但當APP被 β-分泌酶（如BACE1）首先切割時，則會產生 C 端片段（C99），C99則進一步被γ-分泌酶切割后將產生不同長度的 Aβ肽段，包括Aβ1-40（約占 90%）和 Aβ1-42（約占 10%）。Aβ1-42 （Amyloid β-Peptide 1-42）因疏水性更強，更易發(fā)生錯誤折疊并形成聚集物，也是動物AD模型最常用的造模劑之一[6]。
圖 3. 淀粉樣蛋白的產生示意圖[6]
1. Aβ蛋白合成抑制劑
β分泌酶抑制劑
β-分泌酶（也稱為β位點APP裂解酶; BACE1），是切割APP并產生Aβ蛋白的起始和核心步驟。β-分泌酶在AD研究領域中一直是熱門靶點，Verubecestat (MK-8931，AbMole，M9386) 可通過高親和力結合BACE1的疏水位點，抑制其活性，Verubecestat在小鼠和靈長類動物模型中顯著降低了腦脊液和大腦中的Aβ蛋白水平[7]。此外， AZD3293 (Lanabecestat，AbMole，M5227) 、Atabecestat (JNJ-54861911，AbMole，M10943) 、Elenbecestat (E2609，AbMole，M10942) 、Umibecestat（CNP520，AbMole，M28304）、LY2886721（AbMole，M1987）等也是動物實驗中常用的β-分泌酶（BACE1）抑制劑。
γ分泌酶抑制劑和調節(jié)劑
γ-分泌酶是負責Aβ生成最后一步的酶，也是AD研究的另一個重要靶點。Semagacestat（LY450139，AbMole，M2277）是一種經典的γ-分泌酶抑制劑（GSIs），通過抑制γ-分泌酶的活性，減少Aβ蛋白的產生。Avagacestat（BMS-708163，AbMole，M1947）則是一種選擇性的γ-分泌酶抑制劑，能夠在降低Aβ蛋白水平的同時減少對Notch信號通路的影響。Nirogacestat（PF-3084014，AbMole，M9041）是一種可以通過灌胃形式或混在動物飲用水中給予實驗動物的γ-分泌酶抑制劑，適合長期研究使用。Begacestat（GSI-953，AbMole，M3619）也是一種對Notch-1通路具有低抑制活性的γ-分泌酶抑制劑，能夠優(yōu)先抑制APP的切割，保留Notch1的信號。除了上述幾款抑制劑，LY-411575（LSN-411575，AbMole，M2130）、MK-0752（AbMole，M2120）等抑制劑也可用于動物AD模型的研究，抑制Aβ的產生。2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學用于動物體內實驗，相關科研成果發(fā)表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。
α-分泌酶激活劑
α分泌酶活性的上調可以促進APP 以非淀粉樣蛋白的形式切割，以此減少 Aβ蛋白的形成并增加可溶性結構域（sAPPα）的產生。Etazolate（AbMole，M56752）是磷酸二酯酶 (PDE4) 抑制劑和GABAα受體調節(jié)劑，有文獻證實Etazolate可激活神經元α分泌酶，在具體實驗中Etazolate可以通過口服形式給與動物，便于開展實驗研究[7]。Bryostatin-1（苔蘚抑素1，AbMole，M7647）、Epigallocatechin Gallate（EGCG，表沒食子兒茶素沒食子酸酯，AbMole，M4208）等調節(jié)劑可通過激活蛋白激酶C（PKC）提高α-分泌酶的活性，促進APP的非淀粉樣蛋白途徑代謝[8]。Gemfibrozil（AbMole，CI-719，M7822）則可通過刺激ADAM10（α-分泌酶家族重要亞型）的啟動子活性，增加ADAM10的表達，從而減少Aβ蛋白的產生。雌二醇（Estradiol，β-Estradiol，AbMole，M5625）是一種激素，最近的文獻發(fā)現雌二醇可通過激活Akt和mTOR信號通路，增加α-分泌酶的活性，促進APP的非淀粉樣蛋白途徑代謝[9]。
2. Aβ蛋白聚集抑制劑
Aβ蛋白產生神經毒性的主要機制之一是聚集體的形成。在動物實驗中，Aβ蛋白聚集抑制劑通過阻止Aβ蛋白的聚集，可減少后者對神經元的毒性。銅和鋅離子等金屬離子在Aβ蛋白的聚集過程中起關鍵作用，Clioquinol（PBT1，AbMole，M5528）是一種羥基喹啉離子載體，可通過螯合上述金屬離子減少Aβ蛋白的聚集[10]。Scyllo-inositol（Scyllitol,AZD103, ELND-005，AbMole，M21016）可通過穩(wěn)定Aβ1-42的低聚態(tài)構象，阻止Aβ蛋白的進一步聚集。在動物研究中，Scyllo-inositol（ELND-005）降低了可溶性和不溶性 Aβ1–40的濃度，并改善了突觸丟失和神經膠質炎癥反應。此外，胰島素信號傳導在維持突觸功能和認知功能中起著重要作用，Scyllo-inositol（AZD 103, ELND-005）還能增強胰島素信號傳導改善實驗動物的認知和學習能力[11]。
三、靶向Tau蛋白的調節(jié)劑
Tau（微管相關蛋白Tau，MAPT）是一種細胞質蛋白，主要的生理功能是與微管蛋白結合，穩(wěn)定微管。在阿爾茨海默癥中，Tau蛋白異常磷酸化，產生對神經元有害的聚集體（神經原纖維纏結）。以Tau蛋白為靶點的調節(jié)劑主要分為兩類，第一類是調節(jié)Tau磷酸化相關的信號通路、激酶或者去磷酸化酶（如GSK3、PP2A等）；第二類則是抑制磷酸化Tau蛋白形成纏結。
1. Tau蛋白磷酸化調節(jié)劑
Valproic acid（AbMole，M1876）、SB216763（AbMole，M2061）、Tideglusib （NP-12，NP031112，AbMole，M2306）等化合物是高效的GSK3抑制劑，可通過抑制GSK-3β的活性，減少Tau蛋白在多個位點（如 Ser396、Thr231）的磷酸化。在動物模型中，這類抑制劑可降低Tau磷酸化水平，并改善與Tau相關的神經元結構異常。還有研究發(fā)現細胞周期蛋白依賴性激酶 5（CDK5）在神經元中過度激活時會導致Tau磷酸化。Roscovitine（Seliciclib, CYC202，AbMole，M1974）可特異性抑制CDK5的活性，在實驗中能減少Tau磷酸化產物的生成。蛋白磷酸酶2A（PP2A）是Tau去磷酸化的主要酶類，Forskolin被文獻證實可以通過激活PP2A，增強Tau的去磷酸化。Davunetide（NAP，AbMole，M29256）是一種由8個氨基酸組成的多肽，來源于活性依賴性神經保護蛋白 (ADNP)。Davunetide已在阿爾茨海默癥動物模型中進行了測試，并表現出調節(jié)微管組裝，以及抑制Tau過度磷酸化和減少Aβ蛋白等功能。
2. Tau蛋白聚集抑制劑
Methylene blue（亞甲藍，亞甲基藍，AbMole，M5783）可與Tau蛋白的聚集核心結合，抑制Tau原纖維的形成，并促進已形成的聚集體解聚，Methylene blue被用于減少小鼠模型中Tau聚集物的沉積，改善神經元的存活狀態(tài)。TRx0237（Leucomethylene blue mesylate，AbMole，M14554）是一種Methylene blue (亞甲基藍)的一種還原形式，在阿爾茲海默癥動物模型中的早期Tau蛋白的聚集表現出顯著的抑制活性。Curcumin（Diferuloylmethane，姜黃素，AbMole，M2198）是一種具有多種活性的天然產物，近期有研究發(fā)現Curcumin可抑制Tau蛋白的聚集。Lithium chloride（LiCl，氯化鋰，M9977）也是一種GSK3抑制劑，廣泛用于中樞神經系統(tǒng)特別是AD模型的研究。
3. 靶向Tau蛋白的其它調節(jié)劑
Salsalate（Disalicylic acid，雙水楊酸酯，AbMole，M2998）是一種小分子非甾體抗炎劑，已被證明可以抑制Tau乙�；�。在轉基因小鼠模型中，Salsalate降低了海馬萎縮并減少了記憶缺陷。LY3372689（Ceperognastat，AbMole，M29407）是一種O-GlcNAcase (OGA) 酶抑制劑，O-GlcNAcase酶負責去除蛋白質上的O-GlcNAc修飾。LY3372689通過抑制OGA，進而增加Tau蛋白的O-GlcNAcylation水平，減少Tau蛋白在相關位點的磷酸化，降低Tau蛋白的聚集傾向。TPI-287（Abeotaxane，AbMole，M30686）是一種合成的紫杉烷衍生物，最初用于研究中樞神經系統(tǒng)惡性腫瘤。TPI-287通過靶向微管蛋白（Tubulin），發(fā)揮微管穩(wěn)定作用。在正常神經元中，Tau蛋白有助于微管的穩(wěn)定，而當Tau蛋白功能失調時，微管會變得不穩(wěn)定，導致軸突運輸受損。TPI-287通過穩(wěn)定微管，有助于補償因Tau蛋白功能失調導致的微管不穩(wěn)定性。在Tau轉基因小鼠模型中，TPI-287能夠降低大腦中過度磷酸化的Tau蛋白水平，并改善認知表現。Nicotinamide（Niacinamide，煙酰胺，AbMole，M4896）是NAD和NADP的活性成分，煙酰胺可以預防阿爾茨海默癥小鼠模型的認知缺陷，并能降低磷酸化Tau蛋白（Thr231）在大腦中的濃度。此外，煙酰胺還能抑制大腦sirtuin脫乙酰酶，上調乙酰基α-微管蛋白、蛋白 p25 和 MAP2c，上述這些變化都與微管穩(wěn)定性的增加有關。
四、靶向線粒體功能障礙的調節(jié)劑
靶向細胞器（例如線粒體）是抑制阿爾茨海默癥的一種新方法，與目前主導研究的以蛋白質為重點的策略不同。線粒體功能障礙在阿爾茨海默癥早期發(fā)生，促進突觸損傷和細胞凋亡，并被認為是神經退化的重要因素[12]。 MitoQ（Mitoquinone，AbMole，M9068）是一種線粒體靶向抗氧化劑，能夠穿透線粒體并中和自由基，從而減少氧化應激[13]。 Latrepirdine（Dimebolin，AbMole，M2231）是一種具有神經保護、抗凋亡作用等多種活性的化合物，Dimebon抑制線粒體通透性轉換孔（mPTP）的開放，增加線粒體膜電位，改善ATP合成。Latrepirdine在動物實驗中顯示出改善認知和學習的效果。除了上述幾種化合物，Resveratrol（SRT501，白藜蘆醇，AbMole，M2267）等也可以增強線粒體功能、減少氧化應激并抑制AD動物模型中的退行性神經變化。
圖 4. AD模型中與線粒體功能的破壞[13]
五、靶向神經炎癥的抑制劑
在阿爾茨海默癥（AD）的形成機制中，神經炎癥被認為是驅動神經元損傷和認知功能衰退的關鍵環(huán)節(jié)之一。這種炎癥反應主要由小膠質細胞、星形膠質細胞的異常激活及促炎因子的過度釋放介導，并與β-淀粉樣蛋白（Aβ）沉積、Tau蛋白聚集形成惡性循環(huán)。Masitinib（AB1010，AbMole，M1838）是一種新型的，具有口服活性的Kit和PDGFRα/β抑制劑，可通過調節(jié)小膠質細胞和星形膠質細胞的激活來減輕神經炎癥，可用于研究動物AD模型。Triolex（NE3107，AbMole，M40910）、Selnoflast（RO-7486967，AbMole，M54582）等免疫調節(jié)劑也在AD研究中有著重要的應用。Azeliragon（TTP488，AbMole，M9483）是一種RAGE（晚期糖基化終末產物受體）抑制劑，Azeliragon通過與RAGE的細胞外結構域競爭結合，阻止RAGE與其配體（如Aβ、AGEs、HMGB1和S100B）的結合，從而抑制RAGE的激活，這種抑制作用可以減少炎癥信號的傳導，減輕神經炎癥。在轉基因小鼠模型中，Azeliragon顯著減少了中樞神經系統(tǒng)中的Aβ沉積和炎癥標志物（如TNF-α、TGF-β和IL-1）的表達，并改善了認知功能[14]。
范例詳解
1. Sci Adv. 2025 Feb 7;11(6):eadq6038.
南洋理工大學的科研團隊在上述研究中探究了阿爾茨海默癥（AD）小鼠模型中腦內巨噬細胞（包括小膠質細胞和邊界相關巨噬細胞，BAMs）的脂滴（LDs）積累與 β 淀粉樣蛋白（Aβ）清除功能的關系，核心發(fā)現如下：AD模型小鼠（APP-KI）中，靠近 Aβ 斑塊的小膠質細胞（尤其是CD11c⁺激活亞型）和 CD206⁺BAMs脂滴積累顯著增多。小膠質細胞的脂滴含量與吞噬 Aβ蛋白、凋亡細胞的能力呈負相關，脂滴積累導致其吞噬功能受損。AbMole的Methoxy-XO4（AbMole，M6952）是一種能穿過血腦屏障的熒光探針，可特異性標記腦內的 Aβ。在上述文章中被實驗人員用于探究小膠質細胞對Aβ蛋白的吞噬能力：通過檢測小膠質細胞對 Methoxy-XO4 標記的Aβ的攝取率，直接評估小膠質細胞的體內Aβ吞噬活性[15]。
圖 5. Microglial FIT2 deficiency reduces Aβ load in the AD brain[15]
2. Small Struct. 2024, 5, 2400241.
中國科學院蘇州生物醫(yī)學工程與技術研究所、山東第一醫(yī)科大學的科研人員在該文章中，開發(fā)了一種序列響應肽-DNA（SRPD）納米生物傳感器，用于檢測阿爾茨海默癥（AD）相關的淀粉樣蛋白信號通路中的上游分子β-分泌酶（BACE1）的活性和下游β淀粉樣蛋白寡聚體（Aβ蛋白）的水平。由AbMole提供的LY2811376 （AbMole，M2172）作為一種已知的高效 BACE1 抑制劑，在該研究中作為陽性對照，用于驗證上述傳感器對BACE1活性的檢測能力：通過檢測不同濃度的LY2811376 處理后檢測傳感器的信號變化，證明該傳感器可檢測到BACE1的蛋白酶活性變化[16]。
圖 6. Inhibition of BACE1 by the LY2811376. A) SWV curves of incubation with different concentrations of LY2811376 (0, 0.01, 0.1, 1, and 10 μm)[16]
參考文獻及鳴謝
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