帕金森病的神经保护治疗

【摘要】 帕金森病是一种常见的中枢神经系统变性疾病，其神经退变进行性加重，会导致患者严重残疾，寿命缩短，目前尚无有效的预防和措施。大量研究表明，帕金森病的发病机制涉及到线粒体功能和氧化应激，免疫反应，营养因子缺乏，细胞凋亡，蛋白质异常表达等。神经保护治疗能够延缓或终止帕金森病的进展，预防残疾的进一步加重。
【关键词】 帕金森病；神经保护；免疫调节；凋亡
帕金森病( Parkinson-s(lisease．PD)是中}{i神经系统进行性退变引发的运动功能障碍性疾病，发病率随年龄增长而增加，严重影响中老年人的身体健 康，引起了社会的广泛关注。但其病因及发病机制尚不明确，因此，目前还没有有效的措施二研究 表明，对帕金森病的神经保护治疗能延缓疾病的进展，控制病情。近，对帕金森病患者死后大脑 的直接分析结合对遗传因素导致生物学后果的研 究，提出了关于帕金森病中导致细胞功能障碍和死亡的一系列通路，这些通路涉及到线粒体功能障碍、 免疫调节异常、激酶通路紊乱、钙稳态失衡、细胞凋亡等，对这些信号通路的深入J，解对揭示帕金森病 的发病机制、研究新的药物治疗靶点具有重要的作 用。
1 帕金森病概述
帕金森病是一种常见于老年人的神经系统变性 疾病，在我国65岁以上人群的总体患病率为1700/10万，其患病率随年龄增长而增加，男性稍高 于女性。该病主要有两大病理特征，其一是黑质多巴胺能神经元的大量变性丢失，其二是在残留的神经元胞质内出现路易小体。帕金森病临床上以静止 性震颤、运动迟缓、肌强直和姿势平衡障碍为主要临 床表现，尽管现有的治疗方法对疾病的运动症状疗效较好，但其晚期阶段的残疾大部分与非运动症状相关，如跌倒、冻结、痴呆等，这些通过多巴胺能药物治疗并不能得到很好的控制
2 帕金森病的神经保护
帕金森病的病理特征主要是多巴胺能神经元的缺失，所以应用左旋多巴可以改善患眷的临床症状， 但是左旋多巴类药物治疗仅仅是对症治疗，并不能改变病情的发展，也不能减缓神经变性的进展。另外，由于其具有细胞毒性，长期使用会带来许多并发 症，并有可能加重多巴胺能神经元变性，因此新的治疗帕金森病的策略提出开展和应用具有潜在性神
经保护作用的药物来挽救多巴胺能神经元，进而减缓甚至阻止神经变性的进行。神经保护可以定义为一种针对疾病的病理生理过程，以达到减缓或 终止病情发展为目的的治疗方法。目前，保护濒死
神经元以及修复神经功能的治疗引起了学者的广泛关注
3 帕金森病神经变性机制及保护策略
随着国内外学者对帕金森病研究的日益增多，我们对该疾病有了更深入的认识。多数学者倾向认 为帕金森病是由多种因素共同作用的结果，包括环境因素、遗传因素、年龄老化、线粒体功能障碍和氧化应激、免疫异常、兴奋性毒性、凋亡、泛素蛋I'J酶体系统功能障碍等，其终都是导致了多巴按能神经元的逐渐变性缺失。 神经变性有着不同的发生和进展阶段，任何阶段都可能适合干预治疗。细胞的遗传组成和环境会影响其生化特征，导致潜在的退化倾向 随着时间的推移，进而影响细胞的功能，由于细胞本身或者邻近细胞的代偿能力，在早期叮能不足以引起功能障碍，即并没有异常的神经活动，随着代偿饥制逐渐失 效，细胞出现功能障碍，临床和病理症状开始陆续表现，后，细胞发生变性，疾病的临床特征变得明显。例如，LRRK2激酶抑制剂和GBA蛋白调节剂适用于疾病具有潜在倾向时，而改善线粒体功能、 抗炎、抗氧化应激适用于代偿期，到失代偿期可能需要多功能多靶点方法来重建细胞功能，到疾病晚期则可以考虑细胞移植替代治疗。 在神经变性的每一个阶段都可以进行针对性的药物保护或者修复。开发有效的神经保护药物的关键是针对常见的神经退行性变的致病机制，找到影 响多巴胺能和非多巴胺能递质通路，进一步减缓疾病运动和非运动特征的发生和进展。曰前，关于药 物干预的靶点研究包括线粒体功能和缺陷线粒体降解、免疫调节、钙调节、激酶通路、干预d -突触核蛋
白、神经营养因子和凋亡通路等，不同的方法可能适 用于疾病的不同阶段和不同人群。
3.1 线粒体功能和缺陷线粒体降解 线粒体呼吸链复合体I的功能缺陷，线粒体 DNA的突变，线粒体钙稳态的异常，有缺陷线粒体 的自噬清除减少和氧化应激都参与帕金森病的发病机制一研究表明，过氧化物酶体增牛物激活受体 ( PPAR)一1和活化物PGC-Iα是线粒体功能和行为 的重要调节器，能够上调线粒体生物合成，可以抑制 小胶质细胞的增生和激活，减少6-羟基多巴胺(6— OHDA)或1IPTP单侧毁损和脂多糖(LPS)黑质内注射引起的中脑黑质多巴胺能细胞的变性坏死，具有
很好的神经保护作Jj.6。白藜芦醇（PPAR-7催化剂）、苯扎贝特（PGC-Ia受体激动剂）在多巴胺耗竭的动物模型中町以用来拮抗6-OHDA，但是也需要 评估增强线粒体合成方法的合理性，以避免增加缺陷线粒体的数。此外，线粒体功能的损害还会进一步导致突触功能障碍，逆行影响轴突发生神经变性8因此，增加有缺陷线粒体的降解治疗可能 是潜在的改善或恢复神经功能的方法。
3.2 免疫调节
帕金森病的病理变化除了黑质多巴胺能神经元变性丢失和路易小体形成外，还包括中脑区域内异 常的氧化应激和大量的免疫反应。近年来，越来越多的证据表明，小胶质细胞激活介导的神经免疫反 应在帕金森病的发病和进展中扮演着重要的角色。 小胶质细胞作为脑内主要的免疫细胞，在中枢神经系统的固有免疫反应中十分重要。小胶质细胞在 静息状态下对机体有保护作用，但当处于激活状态 时会释放大量炎症因子和趋化因子，对神经元造成损伤。帕金森病患者的尸检研究显示黑质区的小胶质细胞被大量激活，而且这种反应在神经变性明 显的区域也为显著。因此．抑制小胶质细胞的过度激活可能是治疗帕金森病的靶点。研究表明，某些非甾体类抗炎药如阿司匹林等能够通过抑制小 胶质细胞的激活，减轻羟自由基的产生，来减轻动物 模型中多巴胺能神经元的死亡。新近研究证实 J『优化核酸疫苗免疫接种对慢性MPTP帕金森病小 鼠纹状体多巴胺能神经元轴突末梢的损害具有保护作用。因此，对帕金森病免疫治疗的更深入研究 具有重要的意义，有望为帕金森病带来希望。
3.3 钙调节 钙稳态、受体活性和钙诱发氧化应激是的帕金森病的潜在发病原因和干预治疗的潜在靶点。 细胞内钙离子浓度的升高是兴奋性毒性的继发触发者，当细胞外去极化刺激解除后，这一过程也很难逆 转，其可能是促进细咆死I、：的关键步骤。细胞内游 离钙离子浓度升高能够激活多种酶的活性并触发其 他钙依赖蛋白问的相互作用，终对细胞稳态造成不良影响，导致神经元变性死亡。如钙依赖的胞浆内激酶蛋白激活C(in kinase C，PKC）会对胞浆 内蛋白的磷酸化状态进行调整，破坏细胞功能。研究表明，随着时间的推移，黑质多巴胺能神经元从依 赖钠离子通道到依赖l型钙离子通道，从而保持自主活动 我们设想这种钙依赖可以被逆转，如应 用钙通道阻滞剂依拉地平阻断这些通路，对抗毒物 诱导的损害，进而作为-一种保护机制，减少神经冗的变性。 选择性钙通道抑制剂近被研制并且尝试提 供怕帕金森病治疗的一种新方法。
3.4激酶通路
研究表明，磷酸化通路在帕金森病的发病中{重要，并且可能是药物研发的适合靶点1．、d一突 触核蛋白丝氨酸129位点(s-129)磷酸化是路易小 体蛋白的主要成分。A53T d一突触核蛋白突变能够 增加s-129磷酸化的数量，改变多巴胺转运体功能，并增强多巴胺能细胞毒性，进一步增加了氧化应激， 导致家族性帕金森病。14。LRRK2是一种具仃(，'TI， 酶活性的大型多功能蛋白激酶，LRRK2基因突变可 使其自身磷酸化，导致家族性和散发性帕金森病的发生。目前，LRRK2激酶抑制剂已经被开发，为研究是否预防自身磷酸化的过程就可以改变LPPK2的有害作用奠定了基础。现已有研究表明其在多能干细胞中具有毒性预防作用，但研究仍处在临床使用开发的早期阶段。
3.5 干预α-突触核蛋白 帕金森病患者的泛素蛋白酶体缺乏，溶酶体功 能障碍，导致异常蛋白质聚集形成路易小体。因此，针对性地清除异常蛋白质可能对帕金森病具仃冲经保护作用。α-突触核蛋白是帕金森病中主要积累的蛋白质，是形成路易小体的重要成分，家族型帕金森 病患者中存在这种蛋白的突变。α-突触核蛋白的有 害作用与错误折叠蛋白质的积累和有害寡聚物的形成有关，其产生毒性作用循环，抑制溶酶体或蛋白酶 体功能，进一步导致蛋白质聚集，终引起细胞死亡。α-突触核蛋白可通过体内和体外途径转染至未受累的神经细胞。。近期研究发现，将错误折叠的
α-突触核蛋白注射人非转基因野生型小鼠纹状体内 可诱导其发生行为异常和路易小体病理改变17。 而尤α-突触核蛋白的小鼠体内没有观察到这种情况，这表明a-突触核蛋白可能通过类似朊蛋白过程，在体内作为模板不断地促进错误折叠蛋白的生成 这些可以作为神经保护性药物开发的新靶点。 新的靶点还包括上调热休克蛋白( HSP)，HSP可促
进错误折叠的蛋白进入泛素蛋白酶体和溶酶体自噬系统进行清除。通过格尔德霉素( geldanamycin)等 药物实验性的上调HSP可以抑制α-突触核蛋白聚集，减少神经变性，但是这种药物可能具有肝毒性。其他的方法还包括糖皮质激素类药物等，帮 助清除异常蛋白质，阻止蛋白质进一步聚集和细胞死亡。 另一个潜在的靶点是减少有毒α-突触核蛋白 寡聚体和淀粉样蛋白聚集物的数量。治疗的方法包 括激酶抑制剂、抑制泛素系统的药物、可直接与a-突触核蛋白结合的多酚类物质，单克隆抗体免疫治疗和接种疫苗。一项研究α- -突触核蛋白靶向治疗物AFFITOPE疫苗的临床试验(AFFiRiS)近 f刚刚启动，目的是减少野生型α-突触核蛋白的表 达，或者基因敲除方法预防其聚集和发生神经变性。 因此实验RNA干扰（rnai）或反义寡核苷酸来减少 α-突触核蛋白是目前研究的焦点。抑制a-突触核蛋白基因转录也是潜在的靶点之一[21]。这些方童还没有被正式用于帕金森病治疗，尚需要大量的临床前工作。
3.6 神经营养因子
神经营养因子是一组促进神经生长发育和维持神经功能所必需的因子，能够激活保护信号，在神经 元的存活中起到重要作用。在以实验室模型为基础的帕金森病研究中发现，胶质细胞源性神经营养因子( GDNF)能作用于酪氨酸激酶(RET)受体和 GFR-a受体，有效的保护多巴胺能神经元免受各种 毒素损伤，并在损伤后进行修复[22]。然而，临床双 盲研究将营养因子直接脑室内注射或者通过导管注 射进入壳核的方法均显示无临床获益。将营养因子的基因转导至壳核以及黑质致密部，也没有显示临床获益23。这些结果可能是由于神经营养因子在 目标区域分布不足，或者壳核到黑质致密部传递受
损以及α-突触核蛋白诱导的Nurrl或RET下调，V、 而在多巴胺能神经元中阻碍GDNF信号的传递。目前更严格的临床试验正在进行中。
5.7凋亡通路
线粒体介导的细胞凋亡与帕金森病中黑质致密部多巴胺能神经元细胞的缺失有着密切的关联。细咆凋亡中复杂的分子级联反应既保证了细胞自主有序的死亡，同时也为治疗因细胞过度死亡导致的神经退行性变提供了一些靶点。我们不能仅局限于对 以前的caspase依赖的细胞凋亡研究，还应该考虑到 非caspase依性细胞凋亡的研究。研究发现，caspase抑制剂能够抑制caspase的激活进而阻止细胞退行性变。因此推测将caspase上游的Bax作为靶点，抑制其激活和转位，可起到很好的神经保护作用| 25]。 BIP（bax-inhibiting peptide）是一种基于Bax抑 制区域设计的Bax蛋白抑制剂，它由五个氨基酸组成，是一种保护性胞膜渗透性肽。通过与胞浆内Bax相互作用，阻碍其激活和转位，进而抑制其介导的细胞凋亡。Perier等26-27，研究表明，BIP能够保护细胞免受Bax的细胞毒性作用，进而通过抑制Bax
而抑制细胞凋亡。Wang等：281证实脑室内注射BIP能够对新生儿缺血缺氧性脑病有神经保护作用。 Han等卫9。提出BIP治疗大鼠脑缺血能够明显减少脑缺血诱发的大鼠海马CA1区神经细胞的凋亡，并且能够改善大鼠在Morris水迷宫中的空间探索和记 忆能力。抗凋亡治疗为帕金森病研究提供了新的方 向，但临床应用BIP治疗帕金森病尚需要进一步的实验研究。
4结语
目前一些治疗帕金森病的神经保护性药物已进 入临床试验，但是由于种族差异等因素，这些试验在 设计方面有很多局限性。尽管治疗帕金森病有许多的方法，然而受累患者终仍是残疾和早亡：神经 保护治疗能够减缓或阻止疾病进展，并且防止残疾的发生，因此这类药物的开发是主要的：神经保 护治疗的开辟从临床、遗传和病理角度改变了人们 对帕金森病的理解，为研究其发病及治疗都提供新的思路，并有可能解释并应用于其他神经变性疾病。虽然目前尚没有任何可靠的具有神经保护作用 的药物。随着动物模型的发展以及旨在减缓症状进展的研究设计的优化，希望在未来的几十年中在神经保护治疗帕金森病方面有所突破。