10H-吩噻嗪通过SMN非依赖机制在体外和体内脊髓性肌萎缩症模型中发挥神经保护作用

《Scientific Reports》：10H-phenothiazine exerts beneficial effects in spinal muscular atrophy in vitro and in vivo models

本研究针对当前脊髓性肌萎缩症(SMA)治疗面临的挑战——现有SMN依赖疗法对晚期患者疗效有限且无法精准调控SMN表达，开展了药物重定位研究。团队首次建立SMA小鼠原代皮层神经元缺陷模型，发现10H-吩噻嗪(10H-PTZ)能显著改善神经元存活率和形态学参数，并在秀丽隐杆线虫(C. elegans)SMA模型中验证其神经保护作用。该研究为开发SMN非依赖的联合治疗策略提供了新思路。

　　

在神经科学领域，脊髓性肌萎缩症(Spinal Muscular Atrophy, SMA)一直是最具挑战性的遗传性神经肌肉疾病之一。这种由SMN1基因突变导致的疾病，主要特征是运动神经元的进行性退化，最终导致肌肉萎缩和无力。虽然近年来出现了Nusinersen、Onasemnogene abeparvovec和Risdiplam等SMN蛋白增强疗法，但这些突破性治疗仍存在明显局限：疗效高度依赖早期干预，对晚期患者效果有限，且无法实现生理性SMN表达的精准调控。更令人担忧的是，长期AAV9介导的SMN过表达可能引发剂量依赖性神经退行性病变。这些困境促使科学家们寻找SMN非依赖的替代治疗策略。

在这种背景下，药物重定位(Drug Repositioning)策略展现出独特优势——通过重新利用已获批药物的已知安全性特征和药代动力学数据，大幅缩短研发周期和成本。意大利都灵大学和意大利国家研究委员会的联合研究团队在《Scientific Reports》发表的最新研究中，首次报道了抗精神病药物衍生物10H-吩噻嗪(10H-phenothiazine, 10H-PTZ)在SMA治疗中的潜力。

研究团队采用的关键技术方法包括：建立SMNΔ7 SMA小鼠原代皮层神经元培养模型，通过MTT法评估细胞活力，免疫荧光染色结合Neurolucida软件进行神经元形态学分析，并利用特异性敲低smn-1基因的秀丽隐杆线虫(C. elegans)模型进行体内验证。实验设计涵盖体外和体内多个层次，确保结果可靠性。

原发性皮质神经元形态缺陷验证

研究首次证实SMA小鼠原代皮层神经元存在显著表型缺陷。MTT检测显示SMA神经元存活率降低，免疫染色结合形态学分析发现细胞体面积、神经突长度和分支数量均显著减少。突触素(synapsin)分布异常——在SMA神经元中聚集在胞体附近，而野生型(WT)中则均匀分布于神经突。这些发现不仅证实皮层神经元可作为可靠的SMA体外模型，还提示突触囊泡运输异常可能影响神经元网络功能。

阳性对照药物验证模型可靠性

研究选用三种已知对SMA有效的化合物作为阳性对照：丙戊酸(Valproic Acid, VPA，曾进行临床试验)、4-氨基吡啶(4-aminopyridine, 4-AP，已完成临床试验)和N-乙酰半胱氨酸(N-acetylcysteine, NAC，临床前研究)。这些药物均能显著改善SMA神经元的存活率和形态学参数，验证了该筛选模型的可靠性。值得注意的是，NAC在较高浓度(5mM)下可能引起MTT假阳性，但较低浓度(500μM)仍能有效改善神经元形态。

10H-PTZ疗效评估

低浓度10H-PTZ(10nM)处理48小时后，SMA神经元存活率显著提高，细胞体面积、神经突长度和分支复杂程度均明显改善。而高浓度(20μM)仅对细胞体面积有显著影响，提示10H-PTZ可能具有浓度依赖性效应。这种低浓度高效特性对于减少潜在副作用具有重要意义。

突触囊泡分布改善

所有测试药物均能恢复突触囊泡在神经元中的正常分布。特别是4-AP处理后，突触素校正总细胞荧光(Corrected Total Cell Fluorescence, CTCF)显著增加，表明其可能促进突触囊泡关键蛋白表达，从而改善神经递质释放功能。10H-PTZ虽未显著改变CTCF值，但成功恢复了突触囊泡沿神经突的均匀分布。

线虫模型验证神经保护作用

在特异性敲低19个D型运动神经元中smn-1的秀丽隐杆线虫SMA模型中，10H-PTZ(1μM和10μM)处理显著减少凋亡神经元数量，效果与阳性对照NAC相当。通过监测GFP标记的存活运动神经元数量，发现两种药物均能有效延缓神经退行性变的早期事件，证实10H-PTZ在完整生物体中具有神经保护功能。

这项研究的意义在于首次将10H-PTZ与SMA治疗联系起来，为开发SMN非依赖的联合疗法提供了实验依据。研究建立的皮层神经元筛选模型为快速评估SMA治疗药物提供了新平台。然而，作者也指出需在哺乳动物模型中进行功能验证，并深入研究10H-PTZ的药代动力学特性，才能推动其向临床转化。这项工作不仅拓展了吩噻嗪类药物的应用范围，也为解决当前SMA治疗困境提供了新思路，特别是对那些现有疗法效果不佳的晚期患者具有重要意义。