综述:靶向代谢性谷氨酸受体治疗帕金森病的症状改善和疾病修饰作用
《npj Parkinson's Disease》:Targeting metabotropic glutamate receptors for symptomatic and disease-modifying treatment in Parkinson’s disease
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时间:2025年10月12日
来源:npj Parkinson's Disease 6.7
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本综述系统探讨了代谢性谷氨酸受体(mGlu receptors)在帕金森病(PD)治疗中的潜力。文章详细分析了不同mGlu受体亚型在调节基底节运动回路、神经炎症和兴奋性毒性中的关键作用,强调了mGlu5受体拮抗剂对左旋多巴诱导异动症(LIDs)的改善效果,以及mGlu3和mGlu4受体激动剂在神经保护和疾病修饰方面的独特优势。为开发兼具症状控制和神经保护作用的广谱抗PD药物提供了重要理论依据。
帕金森病(PD)作为一种复杂的神经退行性疾病,其病理特征不仅包括黑质致密部(SNpc)多巴胺能神经元的进行性丢失,还涉及多种神经递质系统的功能障碍。虽然左旋多巴(L-DOPA)仍是症状治疗的"金标准",但长期使用会导致运动波动和异动症等并发症,且无法延缓疾病进展。近年来,代谢性谷氨酸(mGlu)受体家族因其能够调节谷氨酸能、GABA能和多巴胺能神经传递,在PD治疗研究中备受关注。
mGlu受体家族包含8个亚型(mGlu1-8),根据序列同源性、药理特征和信号转导机制分为三组。第一组受体(mGlu1和mGlu5)与Gq/11蛋白偶联,激活后通过磷脂酶C(PLC)途径产生肌醇三磷酸(IP3)和二酰基甘油(DAG)。mGlu5受体特别值得关注,因为它与NMDA受体存在功能相互作用,并能增强NMDA受体活性。
在基底节运动回路中,mGlu1和mGlu5受体分布于SNpc多巴胺能神经元、中型多棘GABA能神经元、胆碱能中间神经元等多个关键部位。mGlu5受体在纹状体投射神经元中与腺苷A2A受体形成功能复合物,共同对抗D2受体对间接通路的抑制作用。
第二组受体(mGlu2和mGlu3)与Gi/o蛋白偶联,主要位于轴突末梢前区,抑制神经递质释放。在基底节运动回路中,突触前mGlu2/3受体能抑制皮质-纹状体纤维的谷氨酸释放、纹状体胆碱能中间神经元的乙酰胆碱释放等多个关键突触传递。
第三组受体(mGlu4、mGlu6、mGlu7和mGlu8)也与Gi/o蛋白偶联,广泛表达于基底节运动回路。这些受体主要位于神经末梢,激活后抑制神经递质释放。mGlu4受体在间接通路的纹状体-苍白球突触中表达,激活后可抑制GABA释放。
mGlu5受体在神经退行性变过程中扮演双重角色。研究表明,内源性mGlu5受体激活有助于MPTP诱导的小鼠黑质-纹状体变性。在灵长类动物中,mGlu5受体负向变构调制剂(NAM)MTEP能保护SNpc的多巴胺能神经元和蓝斑核的去甲肾上腺素能神经元免受MPTP毒性。
mGlu5受体在星形胶质细胞和小胶质细胞中均有表达。在星形胶质细胞中,mGlu5受体激活会下调胶质谷氨酸转运体GLT-1和GLAST的表达,而抑制这一机制可能通过降低突触谷氨酸水平来减轻神经元损伤。相反,小胶质细胞mGlu5受体似乎具有减轻神经炎症的作用。
左旋多巴诱导的异动症(LIDs)是PD治疗中的主要并发症。其病理生理机制复杂,涉及直接通路纹状体投射神经元中D1和mGlu5受体功能异常。研究表明,D1和mGlu5受体可形成功能性异源二聚体,在多巴胺去神经支配的纹状体中上调,导致信号偏倚,进而过度激活ERK通路,促进LIDs发生。
临床前研究支持mGlu5受体NAMs对LIDs的治疗潜力。在6-羟基多巴胺(6-OH-DA)损伤的大鼠模型中,MTEP治疗可降低纹状体中前强啡肽和前脑啡肽的mRNA水平,并减少LIDs。在MPTP损伤的猴模型中,mGlu5受体NAMs能在不影响左旋多巴疗效的情况下减少LIDs。
基于临床前研究结果,两种mGlu5受体NAMs——mavoglurant(AFQ-056)和dipraglurant——被推进至临床开发阶段。六项随机临床试验的荟萃分析显示,mavoglurant对LIDs仅有轻微改善,但未达到主要终点。相比之下,dipraglurant在二期研究中显示出更好的安全性和耐受性,目前正在进行为期12周的治疗研究(NCT04857359)。
与mGlu2受体不同,mGlu3受体在星形胶质细胞中表达,激活后可刺激转化生长因子-β(TGF-β)和胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)的产生。这两种神经营养因子对多巴胺能神经元具有强大的保护和恢复作用。
mGlu3受体也在小胶质细胞中表达,驱动其向抗炎表型分化。基因缺失或药理学阻断mGlu3受体会模拟LPD诱导的促炎表型。值得注意的是,GRM3(编码mGlu3受体的基因)的某些单倍型与PD相关,且个体基因变异与PD的运动和非运动症状相关。
大量证据表明,激活mGlu4受体可通过抑制基底节间接通路的活动来改善PD的运动症状。mGlu4受体可形成同源二聚体,也可与mGlu2受体形成异源二聚体。研究表明,选择性增强mGlu4同源二聚体活性的化合物具有显著的抗帕金森病效果。
mGlu4受体激活还能减少纹状体-苍白球突触中的GABA释放,这一效应可能抑制STN神经元的过度激活,从而减轻SNpc中的兴奋性毒性神经元死亡。在MPTP小鼠模型中,mGlu4受体正向变构调制剂(PAM)PHCCC显示出神经保护活性。
mGlu4受体PAM foliglurax的临床研究
高效力、选择性的mGlu4受体PAM——PXT002331/foliglurax在临床前研究中显示出良好的脑内暴露和抗帕金森病活性。然而,在一项二期双盲随机研究中,153名晚期PD患者接受foliglurax治疗28天后,主要终点(关闭时间变化)未达到显著改善。尽管如此,foliglurax治疗组在每日清醒时间方面显示出优于安慰剂的趋势。
PD伴随多种非运动症状(NMS),包括认知障碍、慢性疼痛和抑郁等。mGlu受体为这些症状的管理提供了新的潜在策略。
mGlu5受体与NMDA受体在调节突触可塑性中协同作用,可能对改善认知功能具有积极作用。mGlu3受体通过增强mGlu5受体介导的PI水解,参与前额叶皮层(PFC)长期抑制(LTD)的诱导,这一过程与PFC依赖性认知功能密切相关。
慢性疼痛影响超过80%的PD患者,mGlu5受体NAMs在慢性炎症性和神经性疼痛模型中 consistently显示出镇痛活性。mGlu2/3、mGlu4或mGlu7受体的激活剂也在疼痛模型中显示出镇痛效果。
抑郁在PD患者中发生率超过35%,mGlu5受体阻断在动物模型中显示出抗抑郁作用。mGlu2受体PAMs和L-乙酰肉碱(LAC)——一种能表观遗传增强mGlu2受体表达的药物——也显示出抗抑郁潜力。
尽管mGlu受体识别已有数十年,但其在PD治疗中的潜力仍未完全开发。mGlu5受体NAMs(mavoglurant和dipraglurant)和mGlu4受体PAM(foliglurax)的临床开发结果令人失望,但这可能与研究设计、变构调制剂对mGlu受体同源二聚体的差异亲和力等因素有关。
未来研究应侧重于开发兼具症状控制和疾病修饰作用的理想抗PD药物,同时考虑在疾病前驱期进行早期干预。mGlu5受体的"沉默"变构调制剂(SAMs)——能抑制病理性mGlu5受体信号而保留其生理功能——可能是更好的候选药物。高效力、选择性的mGlu3受体PAMs的开发也备受期待,这些药物可能结合强大的神经保护、抗炎症和促认知作用。
随着对mGlu受体在PD病理生理中作用的深入理解,以及更精确靶向策略的发展,mGlu受体调节剂仍有希望成为PD治疗的重要突破点。
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