mTORC1选择性抑制剂挽救TSC患者iPSC来源神经元的细胞表型：精准靶向治疗的新突破

这篇研究揭示了mTORC1选择性抑制剂在TSC疾病模型中的治疗潜力。通过TSC2-/- iPSC来源神经元模型，研究者证明新型mTORC1特异性化合物（425/276/402）能有效逆转神经元过度兴奋性和形态异常，其效果与雷帕霉素（rapamycin）相当，但避免了同时抑制mTORC2带来的副作用。该研究为mTORopathies的精准治疗提供了重要依据。

　　

mTORC1选择性抑制剂在TSC神经元模型中的治疗作用

1 引言
雷帕霉素靶蛋白（mTOR）通路在调控细胞生长、自噬、增殖等过程中发挥核心作用，其异常激活与多种神经发育障碍（NDDs）密切相关。结节性硬化症（TSC）作为典型mTORopathy，由TSC1或TSC2基因突变导致mTORC1过度活化，引发癫痫、智力障碍等临床症状。前期研究证实雷帕霉素能挽救TSC2^-/- iPSC来源神经元的异常表型，但该药物同时抑制mTORC2可能引起胰岛素抵抗等副作用。本研究聚焦新型mTORC1选择性抑制剂，评估其在人类神经元模型中的治疗效果。

2 材料与方法
采用AlphaLISA技术验证化合物对mTORC1/mTORC2的选择性：通过检测p70 S6K（mTORC1标志物）和pAKT S473（mTORC2标志物）的磷酸化水平，证实三种化合物（425/276/402）对mTORC1的特异性抑制。利用TALEN基因编辑构建的TSC2^-/- iPSC系，通过NGN2诱导分化为谷氨酸能神经元，与星形胶质细胞共培养建立疾病模型。采用多电极阵列（MEA）记录神经元电活动，结合高内涵成像分析形态学参数。实验设置0.01-300 nM的剂量梯度，进行为期2周的慢性给药。

3 结果
3.1 化合物选择性验证
AlphaLISA数据显示三种化合物对mTORC1的IC₅₀为0.1-1 nM范围，而对mTORC2活性无显著抑制。值得注意的是，低浓度雷帕霉素反而出现AKT信号激活现象，可能与mTORC1对mTORC2的负反馈调节解除有关。

3.2 电生理表型挽救
MEA记录显示：所有化合物在>0.1 nM浓度下均能显著降低加权平均放电率（WMFR），效果与雷帕霉素相当。治疗结束后第23天检测，化合物276的IC₅₀最低（0.3 nM）。同步性指数分析表明，化合物处理组的神经网络活动显著减弱，其中402化合物在高剂量时效果稍逊。

3.3 形态学改善
免疫荧光染色显示：300 nM浓度下，三种化合物均使MAP2⁺神经元胞体面积减小40-50%。在神经突生长方面，276化合物表现最优，能使总神经突长度恢复至接近野生型水平。细胞计数证实这些变化并非由毒性效应引起。

4 讨论
本研究首次在人类神经元模型中系统评估mTORC1选择性抑制剂的治疗效果。与既往PC3细胞系和动物实验相比，iPSC模型更真实模拟了TSC的神经病理特征。值得注意的是，虽然电生理异常被完全逆转，但形态学挽救并不彻底，提示mTORC2可能参与细胞骨架调控。未来研究需关注：①抑制剂对ULK1等非经典mTORC1底物的影响；②在TSC2^-/-神经元-星形胶质细胞共培养体系中的效果；③对抑制性神经元的作用。这些发现为开发TSC精准治疗方案提供了重要依据，也为其他mTORopathies的药物筛选建立了标准化平台。