纳米抗体疗法挽救NMDA受体功能低下导致的行为缺陷：靶向mGlu2受体的创新治疗策略

本研究针对脑疾病治疗中抗体药物难以穿透血脑屏障的难题，开发了一种双价双特异性纳米抗体DN13-DN1。该抗体通过靶向代谢型谷氨酸受体2（mGlu2）同源二聚体，在两种NMDA受体功能低下（NMDAR hypofunction）小鼠模型中，单次外周给药即可持续7天改善认知缺陷和感觉门控障碍。研究为脑疾病免疫治疗提供了新思路，发表于《Nature》。

　　

脑疾病治疗领域长期面临重大挑战——传统抗体药物因分子量过大难以穿透血脑屏障，而小分子药物又存在选择性差、副作用多等问题。精神分裂症和GRIN基因相关疾病（GRIN disorders）等与NMDA受体功能低下（NMDAR hypofunction）密切相关的神经系统疾病，亟需新型治疗策略。

法国国家科学研究中心（CNRS）与蒙彼利埃大学的研究团队创新性地将目光投向骆驼科重链抗体衍生的纳米抗体（nanobody）。这类仅15 kDa的小分子抗体具有独特优势：既能识别传统抗体无法触及的蛋白表位，又因其尺寸微小可能突破血脑屏障。研究团队前期开发的DN13纳米抗体可特异性结合mGlu₂受体同源二聚体的激动剂结合构象，发挥正变构调节剂（positive allosteric modulator, PAM）作用，且不干扰其他mGlu受体亚型。

为增强疗效，研究人员通过连接肽将DN13与另一个mGlu₂结合纳米抗体DN1串联，构建出双价双特异性抗体DN13-DN1。这种设计使亲和力提升10倍（K_d=0.50 nM），并保留了对mGlu₂的特异性。通过时间分辨荧光共振能量转移（TR-FRET）和肌醇磷酸（IP₁）积累实验证实，DN13-DN1能选择性增强mGlu₂受体对激动剂LY379268的响应。

关键技术包括：1）双价纳米抗体的理性设计与细菌表达系统生产；2）放射性同位素（³H）标记和显微放射自显影技术追踪脑内分布；3）建立两种NMDAR功能低下模型——发育期苯环己哌啶（PCP）给药诱导的精神分裂症模型和GluN1低表达（GluN1-KD）基因修饰小鼠；4）通过新物体识别（NOR）、Y迷宫和听觉惊跳反射的前脉冲抑制（PPI）等多维度行为学评估认知功能。

研究首先证实DN13-DN1可突破血脑屏障：同位素示踪显示腹腔注射后4小时脑内浓度达9.2 nM（超过K_d值20倍），7天后仍维持有效浓度（1.5 nM）。免疫组化显示其在腹侧被盖区（VTA）和大脑皮层等mGlu₂高表达区域富集。

在PCP模型中，单次中枢（i.c.v.）或外周（i.p.）给药的DN13-DN1均能恢复成年动物的新物体识别记忆，效果与临床阶段药物LY379268相当，但作用持续时间显著延长——7天后仍保持疗效，而小分子药物组已失效。这种长效性在GluN1-KD模型中得到进一步验证：单次给药不仅改善工作记忆（Y迷宫交替率提升），还持续纠正感觉门控缺陷（PPI反应增强），且不引起运动协调障碍等副作用。

研究团队还发现，将DN13改造为IgG样格式（DN13-Fc）后完全丧失治疗效果，凸显纳米抗体形式的独特优势。通过亚慢性给药方案（首次10 mg/kg，后续3次1 mg/kg），DN13-DN1持续改善症状且不引起受体下调，展现出良好的转化医学潜力。

这项研究首次证明：1）合理设计的纳米抗体可突破血脑屏障并长效靶向中枢神经受体；2）特异性调节mGlu₂同源二聚体足以纠正NMDAR功能低下导致的多维度行为缺陷；3）纳米抗体相较传统抗体和小分子药物具有独特药代动力学优势。该成果为精神分裂症、GRIN障碍等脑疾病的抗体治疗开辟了新途径，同时为研究mGlu₂受体在认知功能中的精确调控提供了新工具。

值得注意的是，DN13-DN1的选择性作用机制——仅在內源性激动剂存在时增强mGlu₂信号——避免了持续激活导致的受体脱敏，这可能是其长效且不引起副作用的关键。研究团队指出，未来需进一步优化给药方案（如皮下或鼻腔途径），并探索与抗白蛋白纳米抗体的融合策略以延长血浆半衰期。这项发表于《Nature》的突破性工作，标志着纳米抗体在中枢神经系统疾病治疗领域迈出了关键一步。