基于新利鲁唑化合物VA945对SH-SY5Y来源神经元表达的钠离子和钾离子传导特性的评估

《Journal of Neurochemistry》：Evaluation of a New Riluzole-Based Compound VA945 on Sodium and Potassium Conductances Expressed by SH-SY5Y- Derived Neurons

抑制电压依赖性钠钾通道的神经保护剂VA945通过全细胞 clamp 技术检测显示，在5-100 μM浓度下均显著抑制SH-SY5Y神经元来源的钠电流激活和失活曲线，同时减少钾电流峰值及激活电位左移，其多靶点作用可能提升als治疗效果。

　　神经退行性疾病（NDDs）是神经元功能逐渐丧失的疾病，通常由突触、轴突和神经细胞的退化所引起。这种逐渐的退化会破坏神经网络，导致感觉、运动和认知功能的障碍。神经退行性疾病包括阿尔茨海默病（AD）、帕金森病（PD）和肌萎缩侧索硬化症（ALS）等。在这些疾病中，兴奋性受体的过度激活是神经损伤的重要诱因之一，它不仅出现在急性损伤如脑外伤和中风中，也与慢性疾病密切相关。兴奋性毒性通常涉及谷氨酸的异常释放，导致突触后神经元的过度激活，从而引发细胞内钙离子（Ca2?）的失衡，促进自由基和一氧化氮（NO）的产生，这些分子进一步导致氧化应激、线粒体功能障碍，最终导致神经元死亡。

ALS是其中一种典型的神经退行性疾病，兴奋性毒性在其发病机制中起着关键作用。目前，对于ALS的治疗，只有利鲁唑（Rilutek）和依达拉奉（Edaravone）被批准使用。虽然利鲁唑在一定程度上可以抑制电压依赖性钠（Na?）电流和延迟整流钾（K?）电流，从而减少神经元的过度兴奋和兴奋性毒性，但其效果并不完全，尤其是在疾病晚期。因此，研究人员一直在探索新的化合物，以增强其神经保护作用。本研究中，我们对一种新的基于利鲁唑的化合物VA945进行了功能特性分析，期望其在神经保护方面表现出更强的效果。

VA945是利鲁唑的衍生物，其作用机制与利鲁唑相似，主要通过调节神经元的电压依赖性离子电流来实现其神经保护功能。为了评估VA945对神经元兴奋性的影响，我们使用了SH-SY5Y人神经母细胞瘤细胞，这些细胞在体外可以分化为神经元，成为研究神经元离子通道功能的理想模型。我们通过全细胞膜片钳技术，在不同的外液浓度（5、50和100 μM）下评估了VA945对Na?和K?电流的影响。实验结果显示，VA945在所有测试浓度下均能显著减少Na?电流的最大激活和失活，以及K?电流的最大激活，表明其具有多靶点的药理学效应。

在研究过程中，我们还观察到激活和失活曲线向更超极化的电位方向移动，并且斜率因子（k）发生了变化，这说明电压依赖性Na?和K?通道的电压敏感性被VA945所改变。虽然两种通道的激活动力学没有受到影响，而Na?通道的失活动力学也保持不变，但我们发现K?通道的失活动力学在VA945的作用下有所减缓。这一系列的发现表明，VA945对神经元的电压依赖性离子电流具有多方面的调节作用，这可能使其在抑制兴奋性毒性、减缓神经退行性病变方面具有更大的潜力。

通过进一步的分析，我们发现VA945在所有测试浓度下都显著降低了Na?通道的最大传导性，同时影响了其激活和失活曲线的电压依赖性。在50 μM和100 μM浓度下，这种作用尤为明显，使得通道在通常被激活的膜电位范围内变得更为不易激活，从而减少了神经元的兴奋性。此外，我们还观察到在较高浓度下，VA945对K?通道的激活曲线产生了显著的影响，使得其在更超极化的电位下被激活，这可能有助于抑制神经元的过度兴奋，从而减少神经元的损伤。这些发现进一步支持了VA945作为多靶点神经保护药物的潜力。

尽管VA945在所有浓度下均显示出对Na?和K?电流的调节作用，但其对离子通道动力学的影响较为复杂。例如，在5 μM浓度下，VA945对K?通道的激活曲线的斜率因子（k）有所下降，这表明K?通道的电压敏感性增强。然而，在更高浓度下，斜率因子的增加可能意味着通道的电压敏感性降低，从而影响其功能。这些结果不仅揭示了VA945对离子通道的调节机制，也暗示了其可能的神经保护和抗癫痫作用。

此外，研究还发现VA945在低浓度下对K?通道的失活动力学产生显著影响，使得其失活过程减缓。这种现象在其他抗癫痫药物中也有所观察，例如瑞替加宾（Retigabine），其作用机制与VA945相似，通过改变K?通道的激活曲线和减缓失活动力学来减少神经元的兴奋性。因此，VA945可能具有类似的抗癫痫和神经保护作用。

总体而言，VA945在抑制兴奋性毒性方面展现出多靶点的作用，这可能使其在治疗多种神经退行性疾病方面具有广阔的前景。然而，目前的实验仅限于体外研究，其在体内的有效性和安全性仍需进一步的探索。因此，未来的研究应集中在VA945在不同动物模型中的应用，包括ALS模型，以评估其在临床中的潜在价值。此外，还应研究其在其他神经退行性疾病中的作用，如阿尔茨海默病和帕金森病，以全面了解其神经保护潜力。