SARM1活性位点抑制剂的治疗安全性隐患:亚抑制浓度引发神经退行性变

【字体: 时间:2025年08月26日 来源:npj Drug Discovery

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  本研究揭示了SARM1(Sterile Alpha and TIR Motif Containing 1)碱基交换抑制剂(BEIs)在亚抑制浓度下的"双刃剑"效应。研究人员通过小鼠模型和细胞实验发现,在轻度SARM1激活条件下,低剂量NB-3和GNE-5152等BEIs会持续激活SARM1的NADase活性,导致神经元死亡和神经丝轻链(NfL)释放增加。这一发现为开发神经退行性疾病治疗药物提供了关键安全性警示,提示需重新评估SARM1抑制剂的治疗策略。

  

在神经退行性疾病研究领域,轴突变性被认为是多种疾病的早期共同病理特征。SARM1(Sterile Alpha and TIR Motif Containing 1)作为关键的NAD(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸)水解酶,其激活会导致神经元内NAD耗竭,进而引发能量危机和轴突变性。这一发现使其成为治疗阿尔茨海默病、多发性硬化等疾病的热门靶点。然而,当前针对SARM1开发的碱基交换抑制剂(Base-exchange inhibitors, BEIs)存在一个令人担忧的现象——在特定条件下,这些本该保护神经元的药物反而可能加速神经退行性变。

为系统研究这一现象,Genentech公司的Rebecca R. Leahey和Martin Weber等研究人员在《npj Drug Discovery》发表了重要研究成果。研究团队建立了三种不同的SARM1激活模型:高剂量vacor(50 mg/kg)模型、低剂量vacor(30 mg/kg)模型和坐骨神经横断(Sciatic Nerve Transection, SNT)模型。通过结合体内外实验、生化分析和细胞成像技术,揭示了BEIs在亚抑制浓度下的反常激活机制。

关键技术方法包括:1)建立vacor诱导和SNT诱导的小鼠SARM1激活模型;2)使用PC6荧光探针和质谱法监测重组人SARM1酶活性;3)神经母细胞瘤(SK-N-SH和SH-SY5Y)细胞活力测定;4)原代小鼠皮层神经元培养和人类诱导多能干细胞(iPSC)衍生神经元培养;5)神经丝轻链(NfL)的SiMoA超灵敏检测技术。

【亚抑制浓度BEIs加剧神经损伤】

在50 mg/kg vacor模型中,30 mg/kg NB-3能显著降低血浆NfL水平,但低剂量NB-3(<30 mg/kg)反而增加NfL释放并引发嗜睡、不动等严重不良事件。类似现象在低剂量vacor(30 mg/kg)和SNT模型中也被观察到:1 mg/kg NB-3或0.3 mg/kg GNE-5152等亚抑制剂量均导致NfL水平升高和不良事件增加。值得注意的是,在没有vacor共给药的情况下,BEIs单独使用不会引起这些效应。

【生化机制解析】

在200 μM NAD和24 μM NMN条件下,亚抑制浓度的GNE-5152和NB-3导致SARM1持续激活。质谱分析证实,这些条件下烟酰胺(NAM)产量显著增加。细胞实验中,当SARM1被10 μM vacor部分激活时,高浓度BEIs(>100 nM)能抑制SARM1并挽救细胞活力,而低浓度(1-10 nM)反而加剧SARM1依赖性细胞死亡。研究人员筛选了122种结构多样的BEIs,发现所有化合物在低于IC50数倍的浓度下均表现出激活效应,中位偏移为8.6倍。

【原代神经元验证】

在2.5 μM vacor的轻度激活条件下,1 nM GNE-5152显著加剧轴突变性,而5 μM vacor的强激活条件下则表现出"天花板效应"。类似结果在微管破坏剂长春新碱(2.5 nM)处理和人iPSC衍生神经元中也得到验证。亚抑制浓度BEIs还增加细胞体死亡(细胞毒性斑点)和NfL释放,但不影响SARM1蛋白水平。

研究结论指出,BEIs可能通过亚化学计量结合稳定SARM1活性构象,使未占据的催化位点保持活性,持续消耗NAD。这种现象与多聚体酶常见的"矛盾激活"机制相似。这一发现对SARM1抑制剂开发具有重要警示意义:1)标准抑制剂筛选方法可能遗漏亚抑制激活效应;2)健康动物模型无法预测神经退行性疾病患者中的潜在风险;3)需要开发新型抑制剂策略避免这种"双刃剑"效应。该研究为理解SARM1调控机制提供了新视角,对多种神经系统疾病的治疗开发具有重要指导价值。

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