青蒿琥酯通过靶向星形胶质细胞MT2A缓解多巴胺神经元铜死亡治疗帕金森病

推荐：本研究针对帕金森病(PD)中铜稳态失调导致的神经元损伤问题，通过HuProt? 20K蛋白质组芯片和SPR技术首次揭示青蒿琥酯(AS)直接结合金属硫蛋白2A(MT2A)，证实其通过上调星形胶质细胞MT2A表达降低细胞内Cu2+水平，改善铜死亡相关蛋白(FDX1/CTR1/Lip-DLAT)异常，为PD治疗提供新靶点。

　　

帕金森病作为仅次于阿尔茨海默病的第二大神经退行性疾病，其核心病理特征是中脑黑质多巴胺(DA)神经元的选择性丢失。尽管病因复杂，近年研究发现铜离子稳态失衡与疾病进展密切相关——过量的铜会引发一种新型程序性细胞死亡形式"铜死亡(cuproptosis)"，其特征是铜离子促进脂酰化蛋白聚集和铁硫簇损耗，最终导致蛋白毒性应激。然而，目前临床上仍缺乏安全有效的铜稳态调节药物。

针对这一难题，遵义医科大学教育部基础药理学重点实验室/民族医药教育部国际合作联合实验室的研究团队将目光投向青蒿素衍生物——青蒿琥酯(Artesunate, AS)。这种源自中药青蒿的化合物已被证实具有抗氧化、抗炎等神经保护作用，但其对PD的治疗潜力尚不明确。研究人员通过构建6-羟基多巴胺(6-OHDA)诱导的PD大鼠模型，结合神经元-小胶质细胞-星形胶质细胞共培养体系，首次发现AS的神经保护作用具有显著的细胞选择性：仅在星形胶质细胞存在时，AS才能有效减轻DA神经元损伤。

为揭示分子机制，研究团队采用HuProt? 20K人类蛋白质组芯片这一高通量技术，从20,000种人类蛋白中筛选出867个AS结合蛋白。通过生物信息学分析发现，这些蛋白显著富集于金属离子应激反应和矿物质吸收通路。特别值得注意的是，金属硫蛋白2A(MT2A)以21.824的IMean比值位列第二，且表面等离子共振(SPR)证实两者存在直接相互作用(KD=5.38 μM)。MT2A作为脑内重要的"防御蛋白"，主要表达于星形胶质细胞，能螯合过量金属离子。实验显示AS可显著提升细胞内外MT2A含量，但对神经元和小胶质细胞的MT2A表达无影响。

在机制探索中，研究人员发现6-OHDA模型组中脑铜离子(Cu²⁺)水平异常升高，同时铜死亡关键指标呈现典型改变：铜转运蛋白CTR1下调，铁氧还蛋白1(FDX1)和脂酰化DLAT(Lip-DLAT)蛋白表达增加。而AS治疗能逆转这些异常，这种保护作用在MT2A敲除后完全消失。通过分子对接和点突变实验，团队进一步锁定MT2A第31位赖氨酸(MT2A-Lys-31)是AS发挥作用的关键位点——当该位点突变为精氨酸(MT2A^K31R)时，AS的神经保护效应显著减弱。

技术方法上，研究采用6-OHDA单侧黑质注射建立PD大鼠模型，通过转棒实验和旷场试验评估行为学改变；建立神经元-胶质细胞Transwell共培养系统；运用蛋白质组芯片筛选AS结合蛋白，SPR验证互作亲和力；采用AAV病毒和siRNA进行MT2A基因干预；通过CRISPR-Cas9构建MT2A点突变稳转细胞系；使用铜离子检测试剂盒、Western blot等技术分析铜死亡相关蛋白表达。

主要研究结果包括：

1. AS靶向星形胶质细胞减轻6-OHDA诱导的DA神经毒性：动物实验显示AS(30 mg/kg)显著改善PD大鼠运动功能障碍，增加黑质TH⁺神经元数量；共培养实验证实AS仅在与星形胶质细胞共存的体系中发挥保护作用。

2. MT2A是AS直接结合蛋白：蛋白质组芯片筛选发现MT2A是AS的高亲和力结合靶点(IMean比值21.824)，SPR验证其KD值为5.38 μM；AS可特异性上调星形胶质细胞MT2A表达。

3. AS改善DA神经元铜死亡：AS显著降低细胞内Cu²⁺浓度，下调促铜死亡蛋白FDX1和Lip-DLAT，上调保护性蛋白CTR1和DLAT。

4. MT2A敲除消除AS保护效应：AAV介导的黑质MT2A敲除或siRNA沉默均能阻断AS对DA神经元的保护作用，证实MT2A是AS发挥作用的关键介质。

5. MT2A-Lys-31是关键功能位点：分子对接显示AS与MT2A的Lys31、Cys24和Lys22形成氢键，其中Lys31突变(MT2A^K31R)对AS疗效的影响最为显著。

这项发表于《Pharmacological Research》的研究具有多重创新价值：首次将AS的神经保护作用与铜死亡机制相联系，揭示了"星形胶质细胞MT2A-DA神经元铜死亡"这一新的细胞间对话途径。从转化医学角度看，研究不仅为PD治疗提供了潜在新策略——利用已有抗疟药物AS进行老药新用，还提示MT2A可作为神经保护药物开发的靶点蛋白。特别值得注意的是，团队采用蛋白质组学"无偏见"筛选策略发现AS作用靶点，避免了传统"假设驱动"研究的局限性，为天然产物机制研究提供了范式参考。

研究的局限性在于仅使用雄性动物模型，未来需要补充性别差异研究；14天的观察周期也未能评估长期疗效。研究人员计划通过质谱成像(MSI)技术追踪AS脑内分布，并整合多组学分析和机器学习算法，进一步探索AS在PD治疗中的潜在应用价值。这些发现为开发针对金属离子稳态失衡的神经退行性疾病治疗策略奠定了重要基础。