NMN改善STXBP1-R292C变异介导的发育和运动功能障碍：分子对接与功能研究

《Journal of Molecular Neuroscience》：NMN Ameliorates STXBP1-R292C Variant-mediated Developmental and Motor Dysfunction: Molecular Docking and Functional Studies

　　

摘要

STXBP1 相关疾病（STXBP1-RD）是一种与突触功能障碍相关的严重神经发育疾病，存在未满足的医疗需求。预测 P.Arg292Cys (R292C) 变异会改变蛋白质稳定性并影响参与突触囊泡融合的相互作用。本研究旨在利用计算机模拟和体内方法筛选 STXBP1-R292C 与 FDA 批准药物及天然化合物之间的相互作用，以更好地了解 STXBP1-RD 的分子缺陷。我们采用了 STXBP1-R292C 的计算结构建模，筛选并对暂时相互作用的药物进行排名，随后在人源化 STXBP1-R292C 秀丽隐杆线虫（C. elegans） 模型中进行表型评估，并对携带 R292C 变异的单一个体进行纵向临床观察。基于预测的结构效应，利用计算机模拟分析鉴定了与 STXBP1 相互作用的 FDA 批准药物和天然化合物。使用标准检测法量化了 秀丽隐杆线虫（C. elegans） 的运动特征。使用 Vineland-III 量表在 25 个月内评估临床结果。计算建模鉴定 β-烟酰胺单核苷酸（NMN）为预测可暂时稳定 STXBP1-R292C 的主要化合物之一。我们进一步发现，NMN 在 R292C 突变体 STXBP1 结合口袋中不稳定并从其中扩散，而其代谢物、必需辅酶烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NAD⁺）在整个结构模拟过程中在结合位点保持稳定。在 秀丽隐杆线虫（C. elegans） 模型中，NMN 暴露部分但显著地将运动表型调节向野生型（WT）谱系。对一名患有 STXBP1-RD 且运动延迟的儿童（2–4 岁）的 Vineland-III 评估显示运动领域得分改善，而其他发育领域变化有限。我们的研究揭示了 STXBP1-R292C/STXBP1 与 NMN/NAD⁺ 作为主要分子之间的关联。在生物体水平上，NMN 治疗改善了人源化 STXBP1-R292C 秀丽隐杆线虫（C. elegans） 的运动缺陷。最后，对携带相同突变的儿童进行的 2 年观察表明 NMN 对运动领域有影响，为未来设计良好的临床试验提供了依据。