《Neurochemistry International》：KBN2201 attenuates the hippocampal astrocytic NOX4-MPO/OPN axis and restores mitochondrial protein markers not recovered by chronic L-DOPA in an MPTP mouse model of Parkinson’s disease
编辑推荐：
•慢性MPTP会提高小鼠海马齿状回中的星形胶质细胞的NOX4、MPO和OPN表达。•口服KBN2201可以减弱这一途径，并降低4-HNE修饰的蛋白质加合物的水平。•KBN2201能够恢复TIM23、TOM20和OXPHOS复合体亚基的水平。•Ki67阳性和DCX阳性的细胞以及黑质
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慢性MPTP会提高小鼠海马齿状回中的星形胶质细胞的NOX4、MPO和OPN表达。
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口服KBN2201可以减弱这一途径，并降低4-HNE修饰的蛋白质加合物的水平。
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KBN2201能够恢复TIM23、TOM20和OXPHOS复合体亚基的水平。
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Ki67阳性和DCX阳性的细胞以及黑质纹状体的TH阳性神经元得以保留。
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L-DOPA可以改善运动功能，但不会恢复线粒体标志物。
引言
帕金森病（PD）是一种进行性的神经退行性疾病，其特征是黑质纹状体多巴胺能神经元的丢失，但越来越多地认识到它还具有广泛的非运动症状，包括认知障碍和情绪紊乱（Aarsland等人，2021年；Poewe等人，2017年）。基于左旋多巴的治疗仍然是临床上的主要手段，但它主要提供症状缓解，并不能阻止与疾病进展相关的氧化应激、炎症和生物能量代谢过程（Poewe等人，2017年）。实际上，持续的氧化应激、慢性神经炎症和线粒体功能障碍现在被认为是帕金森病病理生理学的相互作用的因素，而不仅仅是次要后果（Dias等人，2013年；Subramaniam和Chesselet，2013年；Winklhofer和Haass，2010年）。
在活性氧的酶来源中，NADPH氧化酶4（NOX4）以其持续的活动性和持续的过氧化氢产生而著称，这些特性形成了一种慢性的氧化还原状态，而不仅仅是一次性的炎症爆发（Nayernia等人，2014年；Fang等人，2021年）。这种特性使NOX4成为氧化还原驱动的神经退行性疾病（包括帕金森病和阿尔茨海默病）的生物标志物和潜在治疗靶点（Boonpraman和Yi，2024年）。NOX4引起的氧化应激并不是孤立作用的，它会影响线粒体代谢，促进脂质过氧化并损害电子传输链的完整性，还可能导致星形胶质细胞出现类似铁死亡的功能障碍（Park等人，2021年；Yan等人，2021年）。这些观察表明，NOX4不仅仅是一种氧化还原酶，还是连接胶质细胞炎症和线粒体损伤的上游节点。
海马体在帕金森病中是一个特别脆弱的区域，尤其是在非运动症状方面（Aarsland等人，2021年；Regensburger等人，2014年）。我们之前的研究表明，在帕金森病患者和慢性MPTP处理的小鼠的海马星形胶质细胞中，NOX4显著且选择性地上调，它与髓过氧化物酶（MPO）和骨桥蛋白（OPN）密切相关，定义了一个增强的星形胶质细胞NOX4–MPO/OPN途径，该途径放大了炎症和氧化信号（Boonpraman等人，2023年）。在这里，NOX4作用于两个效应器MPO和OPN的上游，这两个效应器是并行而非顺序诱导的，并且已知通过不同的下游机制发挥作用。这种氧化还原-炎症环境具有重要意义，因为海马齿状回的神经发生（通常通过Ki67和双皮质素（DCX）来评估）对氧化应激和线粒体失衡非常敏感（Kim等人，2009年；Regensburger等人，2014年；Zhang等人，2016年），这表明线粒体的完整性可能决定了内源性海马修复的能力。
基于此背景，我们研究了KBN2201（OPTBA），这是一种由2-羟基-4-三氟甲基苯甲酸（HTB）和丙酮酸组成的合理设计的混合酯（Kim等人，2016年）。OPTBA在血液和大脑中发生可控的水解，提供了两种互补活性的持续释放。HTB部分抑制NF-κB依赖的炎症信号传导（Bayón等人，1999年），而丙酮酸则补充NAD+，支持ATP的稳态，并减轻代谢崩溃（Sheline等人，2000年；Wang等人，2009年）。值得注意的是，OPTBA的神经保护作用优于其成分的单独给药，这支持了其混合设计的合理性（Kim等人，2016年）。这种双重作用机制使KBN2201能够在NOX4级联的炎症和生物能量代谢两个方面发挥作用，使其成为氧化还原驱动的神经退行性疾病的多重靶点候选药物。
本研究的特定贡献在于将其与其他相关工作区分开来。我们之前的研究已经确定了帕金森病海马区星形胶质细胞中的NOX4–MPO/OPN途径（Boonpraman等人，2023年），并表明口服给予的、针对星形胶质细胞的天然抗氧化剂可以抑制这一途径并恢复MPTP小鼠的神经发生和线粒体标志物（Jo等人，2025年），而KBN2201本身已在5xFAD阿尔茨海默病模型中进行了研究（Lee等人，2026年）。这些研究都没有包括多巴胺能对照组，也没有在这种模型中评估结构明确的合成剂。因此，本研究旨在进行药理学比较，而不是对该途径本身的重新研究。
因此，我们探讨了KBN2201的给药是否与帕金森病应激下海马星形胶质细胞NOX4–MPO/OPN途径的减弱有关，以及这种减弱是否伴随着4-HNE修饰的蛋白质加合物水平的降低、线粒体蛋白质导入成分和OXPHOS复合体亚基水平的升高，以及齿状回中Ki67阳性和DCX阳性细胞群体的保留。通过加入L-DOPA作为多巴胺能对照，我们进一步探讨了这些变化是否也出现在多巴胺能替代治疗中。我们使用了一个慢性（每天28天）的MPTP小鼠模型，评估了运动表现、黑质纹状体的完整性、海马体的NOX4、MPO和OPN、4-HNE修饰的蛋白质加合物、线粒体蛋白质导入成分和OXPHOS复合体亚基以及Ki67阳性和DCX阳性细胞群体，以便在运动、黑质纹状体和海马这三个方面对比这两种治疗方法。
章节片段
测试物质
本研究中使用的KBN2201对应于2-((2-氧丙酰)氧)-4-(三氟甲基)苯甲酸（OPTBA），它是根据之前描述的合成方法从KAISER Bio Ltd.获得的（Kim等人，2016年）。简要来说，丙酮酰氯在冰浴条件下与2-羟基-4-三氟甲基苯甲酸在K2CO3存在下反应，然后用乙醇淬灭并通过柱层析纯化，得到白色固体，并在室温下保存
KBN2201改善慢性MPTP引起的帕金森病的运动表现
为了确定氧化还原-炎症途径的药理调节是否转化为功能保护，我们首先评估了接受慢性MPTP处理的小鼠的运动表现。在旋转棒测试中，MPTP处理显著损害了运动协调性和平衡能力，表现为在30 rpm和40 rpm时的跌落延迟增加。单因素方差分析显示，处理对30 rpm（F(5, 54) = 14.26; p < 0.0001）和40 rpm（F(5, 54）
讨论
本研究表明，合理设计的HTB-丙酮酸混合酯KBN2201与慢性（每天28天）MPTP帕金森病小鼠模型中的变化相关（Kim等人，2016年；Poewe等人，2017年）。运动表现的改善（图1A–C）伴随着黑质纹状体多巴胺能神经元的保护（图2A–B），表明行为上的益处与主要运动回路的结构保护同时发生（Meredith和
结论
总之，合理设计的HTB-丙酮酸混合酯KBN2201抑制了海马星形胶质细胞的NOX4–MPO/OPN途径，减轻了4-HNE修饰的蛋白质加合物的积累，恢复了线粒体蛋白质导入成分和OXPHOS复合体亚基的丰度，并在慢性MPTP帕金森病模型中保留了Ki67阳性和DCX阳性细胞群体，同时保持了黑质纹状体的多巴胺能完整性并改善了运动功能
出版同意
本研究未涉及人类受试者，因此不需要签署同意书。
CRediT作者贡献声明
Seohee Choi： 形式分析。Miri Jo： 可视化、形式分析。Sang Rae Lee： 写作——审稿与编辑、监督、资源获取、概念策划。kayoung Ko： 形式分析。Sun Shin Yi： 写作——审稿与编辑、监督、项目管理、资源获取、概念策划。Joon-Suk Park： 写作——初稿、可视化、方法学、数据整理、概念策划。Chae Young Kim： 写作——初稿、可视化、方法学
伦理声明
本研究遵循ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南进行。该研究已获得韩国大学（KONKUK University）的批准（批准号KU25070）。
参与同意
本研究未涉及人类受试者，因此不需要签署同意书。
伦理声明
所有实验阶段均遵循韩国大学（KONKUK University）的机构动物护理和使用委员会（IACUC）的规定（批准号KU25070）及相关伦理指南。
利益冲突声明
作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能会影响本文所述的工作。
数据可用性
本研究的数据可根据合理请求向相应作者获取。
生成式AI声明
在准备本研究的过程中，作者使用了基于生成式AI的语言工具来改进手稿的语言、可读性和结构清晰度。使用该工具后，作者根据需要对内容进行了审查和编辑，并对出版物的内容承担全部责任。
资金
本研究得到了韩国食品、农业、林业技术规划与评估机构（IPET）通过（高附加值食品技术开发计划）的资助，该计划由农业、食品和农村事务部（MAFRA）资助（RS-2024-00400380），以及韩国国家研究基金会（NRF）通过教育部资助的基础科学研究计划（RS-2024-00344269），还有韩国生物健康技术研发项目的资助
利益冲突声明
? 作者声明他们没有已知的利益冲突或个人关系可能会影响本文所述的工作。
Chae Young Kim|Joon-Suk Park|Miri Jo|Seohee Choi|Kayoung Ko|Sun Shin Yi|Sang Rae Lee
