综述：AMPA受体亚基作为阿尔茨海默病潜在治疗靶点的不同作用

《Pharmacological Research》：Distinct Roles of AMPA Receptor Subunits as Potential Therapeutic Targets in Alzheimer’s Disease

　　

摘要：AMPA受体（AMPARs）介导快速兴奋性神经传递，并在突触可塑性、学习和记忆中发挥核心作用。它们是异源四聚体复合物，由两个二聚体组成，亚基包括GluA1至GluA4。AMPARs的运输、定位和功能失调越来越被认为与β-淀粉样蛋白（Aβ）和tau相关的突触缺陷有关，这些是阿尔茨海默病（AD）的病理特征。越来越多的证据表明，AMPARs在生理和病理背景下，在突触可塑性、学习和记忆中发挥着不同的、亚基特异性的作用。本综述综合了目前对AD中亚基特异性AMPAR介导的病理机制的理解，并讨论了新兴的针对AMPARs的药理学策略，作为延迟或减缓疾病进展的潜在治疗方法。

1. 引言：离子型谷氨酸受体，包括α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异噁唑丙酸（AMPA）受体（AMPARs）和N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体（NMDARs），在哺乳动物中枢神经系统的兴奋性突触传递中发挥关键作用。AMPARs介导大多数快速突触信号，并广泛参与突触可塑性过程，如长时程增强（LTP）和长时程抑制（LTD）。突触AMPARs的数量和亚基组成通过运输机制（包括胞吐、内吞再循环和侧向扩散）动态调节，从而实现对活动依赖性突触强度的快速调节。这种对AMPARs的调节被认为是学习和记忆的重要细胞基础。阿尔茨海默病（AD）临床特征为认知功能下降和记忆障碍，病理特征为细胞外β-淀粉样蛋白（Aβ）斑块和细胞内过度磷酸化tau蛋白形成的神经原纤维缠结的积累。这些变化伴随着突触功能障碍和神经元丢失，支持突触改变促成AD进展的观点。据报道，Aβ寡聚体影响AMPARs的运输和稳定性，这可能促成了早期突触失败和认知缺陷。tau病理也与突触AMPARs的错误定位和功能障碍有关，可能进一步加剧疾病进展过程中的突触脆弱性。鉴于AMPARs在突触可塑性中的作用及其在AD中的改变，它们已被探索作为AD的潜在治疗靶点。旨在调节AMPAR功能的药理学方法，包括增强受体向突触后膜的插入和通过翻译后修饰（如乙酰化）稳定表面定位，正被研究作为解决AD中突触和认知功能障碍的潜在策略。在本综述中，研究人员总结了目前对生理和AD病理背景下亚基特异性AMPAR生物学的理解，讨论了可能影响突触功能的Aβ和tau相关机制，并审视了近年来药理学调节AMPARs的努力。研究人员旨在提供AMPAR靶向治疗方法的概述，以及它们如何为未来AD突触功能障碍的研究提供信息。

2. AD中的AMPARs：AD模型中的突触功能障碍与脊柱密度降低、AMPAR介导的突触过程破坏以及通过泛素化和内吞作用增加的AMPAR降解密切相关。因此，AMPAR表达和功能的改变被认为促成了AD患者观察到的认知功能下降。

2.1. AMPARs：AMPARs是主要的离子型谷氨酸受体，通常组装为由两个二聚体组成的异源四聚体结构。每个二聚体包含两个不同的亚基，从GluA1到GluA4（也称为GluR1-GluR4或GluRA-GluRD），由Gria1-Gria4基因编码。GluA1、GluA3和GluA4亚基可以形成钙通透性（CP）受体，表现出内向整流，而GluA2的存在使AMPARs对钙基本不通透。在缺乏最常见的GluA2（R）形式时，AMPARs对钙变得通透，并表现出更强的内向整流。相反，GluA2的掺入或过表达与钙通透性降低和非整流或线性整流特性相关。AMPARs在神经元表面的精确定位和丰度对于信息传递（包括突触传递和可塑性）至关重要。LTP的表达，被广泛认为主要依赖于突触后机制，涉及AMPARs向突触后区域的活动依赖性运输，导致突触处AMPARs数量的增加。这种运输由多种细胞过程介导，包括细胞内内吞再循环、胞吐、质膜内的侧向运动以及AMPARs在突触位点的稳定。AMPAR依赖的突触强度调节被认为在学习和记忆的细胞机制中发挥重要作用。LTP通常被视为学习和记忆的细胞基础，可以通过学习在海马中通过调节AMPAR磷酸化和突触递送来诱导。因此，对突触AMPARs的研究为学习和记忆的机制提供了重要见解，包括空间学习、运动学习、情境记忆和认知灵活性，以及可能导致认知功能障碍的过程。

2.2. Aβ介导的AMPARs、突触可塑性和学习记忆失调：突触可塑性，即突触改变其强度的能力，是学习和记忆的基础，LTP是关键的细胞机制，而AMPARs是这些过程的核心。Aβ通过损害LTP和促进LTD来破坏突触可塑性。低浓度的Aβ肽抑制LTP，而不明显影响海马切片齿状回和CA1区的基础突触传递。可溶性Aβ寡聚体在体内阻断海马CA1区的LTP，并减少大鼠海马器官型切片锥体神经元中的树突棘密度和功能性突触。这些效应涉及NMDAR活性、钙调神经磷酸酶（蛋白磷酸酶2B）和cofilin。同时，可溶性Aβ寡聚体通过代谢型谷氨酸受体（mGluR）或NMDAR依赖性机制促进CA1区的LTD，并增强AMPAR内吞，导致突触减弱。值得注意的是，来自AD患者大脑皮层的可溶性Aβ寡聚体（特别是二聚体），而非不溶性淀粉样斑块核心，似乎促成了这些突触变化。Aβ还通过翻译后修饰调节AMPAR周转。在神经元系统中，与AD患者脑样本的观察一致，Aβ通过上调E3泛素连接酶神经元前体细胞表达发育下调蛋白4（Nedd4）和下调去泛素化酶泛素特异性肽酶46（USP46），促进AMPAR泛素化和降解，导致AMPARs的突触去除和随后的降解。然而，关于Nedd4介导的AMPAR泛素化的现有证据主要来自神经元模型，尚不清楚增加的Nedd4表达是否仅限于神经元，也发生在胶质细胞中，或者反映了对AD神经退行性变的更广泛反应。相反，GluA1 C末端尾部所有四个赖氨酸残基的乙酰化削弱了Aβ诱导的总AMPAR和突触AMPAR水平下降，并促进了AMPAR稳定性。磷酸化、泛素化和乙酰化之间的串扰进一步调节了AMPAR运输和稳定性。GluA1的泛素缺陷突变体增加了GluA1在S845位的磷酸化，该位点已知可溶性寡聚Aβ处理会使其去磷酸化。此外，GluA1的磷酸模拟突变体（S845D）通过减少其与Nedd4的相互作用来抑制GluA1泛素化，并阻止了Aβ诱导的表面AMPAR减少。总之，Aβ诱导的AMPAR运输和降解调节导致突触传递和突触可塑性降低，促成AD进展。增加的AMPAR乙酰化与减少的AMPAR泛素化相关，表明AMPAR乙酰化和泛素化之间存在反比关系。与此一致，在淀粉样前体蛋白/早老素-1（APP/PS1）AD小鼠中观察到AMPAR乙酰化减少，而乙酰化模拟GluA1挽救了LTP和多种记忆形式的缺陷，包括视觉情景记忆、空间学习和记忆以及恐惧记忆。Aβ寡聚体也可以直接与AMPARs相互作用。Aβ衍生的可扩散配体（ADDLs），即可溶性Aβ寡聚体组装体，结合到CaMKII或突触后密度95（PSD-95）阳性的神经元，并靶向PSD-95阳性的末梢。ADDLs被认为与钙不通透性（CI）含GluA2的AMPARs结合，促进其钙调神经磷酸酶依赖性内吞，并可能导致随后的突触恶化。抑制AMPARs或钙调神经磷酸酶可减弱这些效应，提示可能的保护机制。除了细胞外Aβ，细胞内Aβ也被认为与AD病理有关。来自Tg2576小鼠的神经元显示细胞外和细胞内Aβ增加，以及突触PSD-95和GluA1减少，该模型的结果提示细胞内Aβ在AMPAR相关突触功能障碍中的作用。细胞内Aβ寡聚体通过突触后钙离子和蛋白激酶A（PKA）介导的GluA1在S845位的磷酸化来增强AMPAR介导的反应，优先增加CP-GluA1，这可能有助于兴奋性毒性和神经元损伤。总之，Aβ通过多种机制调节AMPAR运输和功能，可能导致AD中的突触缺陷和认知衰退。

2.3. tau病理在AMPARs、突触可塑性和记忆失调中的作用：tau蛋白与Aβ一起在AD病理中发挥核心作用，其异常表达和积累导致突触功能障碍。过度磷酸化的tau聚集成神经原纤维缠结，破坏微管稳定性和轴突运输。使用微管相关蛋白tau（MAPT）敲除（KO）小鼠的研究表明，tau是LTD所必需的，但不是LTP所必需的，因为在体内LTD被阻止，而LTP不受影响。在生理条件下，LTD诱导刺激增加了tau在S396和S404位的磷酸化，并且在树突突触后区域检测到tau，表明tau在LTD中具有突触后作用。在生理条件下，tau（包括Ser396磷酸化）在海马LTD和突触可塑性中发挥作用。然而，在病理条件下，据报道Aβ促进tau磷酸化和错误分选，导致其从轴突重新分布到树突棘。在这种错误定位状态下，tau已被证明增强Fyn激酶和NMDAR信号传导。同时，tau可以自组装成可溶性寡聚构象体。总之，这些改变被认为干扰AMPAR运输和突触功能，从而促成突触丢失和神经毒性。病理性tau已被证明影响关键突触分子，包括AMPARs、NMDARs和PSD-95，加剧突触功能障碍。P301L tau突变体以磷酸化依赖性方式靶向并积累在树突棘中，导致微小兴奋性突触后电流（mEPSCs）的幅度和频率降低，表面GluA1减少，以及GluA1、GluA2/3和GluN1的聚集受损。抑制钙调神经磷酸酶恢复了P301L tau突变小鼠树突棘中表面GluA1的聚集。与这些突触改变一致，P301L tau突变小鼠在4.5月龄时表现出LTP和空间记忆受损，但在1.3月龄时未受影响。tau还与AD中的Aβ相关突触病理相互作用。由GABA能拮抗剂荷包牡丹碱和弱钾通道阻滞剂4-氨基吡啶诱导的突触活动，以及海马切片中的LTP诱导刺激，促进了内源性tau向突触后区室的转位，同时伴有PSD-95和GluA1的增加。Aβ寡聚体诱导tau定位到树突棘，这一过程依赖于tau磷酸化。突触激活降低了这种Aβ诱导的突触后tau水平，同时PSD组分中PSD-95减少，而GluA1表达无变化。此外，Aβ寡聚体通过需要tau磷酸化和钙调神经磷酸酶活性的机制，降低了AMPAR介导的mEPSC幅度。Aβ诱导的GluA1内吞依赖于钙调神经磷酸酶，并且还需要GluA1在S845位的去磷酸化。尽管tau蛋白特异性地为LTD所必需，而非LTP，但它对于Aβ诱导的LTP损伤和记忆缺陷是必需的。Aβ诱导的LTP损伤和Aβ诱导的tau磷酸化增加都需要糖原合成酶激酶-3（GSK-3）。总之，tau似乎独立地并与Aβ协同地影响AMPAR运输和突触功能，促成AD中观察到的突触改变。

2.4. Aβ和tau相关AMPAR失调的共同和不同特征：尽管Aβ和tau相关的AMPAR失调源于不同的上游触发因素，但它们已被报道汇聚于重叠的病理特征，包括AMPAR运输改变、突触AMPAR水平降低和突触功能受损。越来越多的证据也表明AD进展过程中Aβ和tau相关通路之间存在串扰。支持这种相互作用的是，用Aβ寡聚体处理培养的皮层神经元已被证明诱导tau定位到树突棘，这一过程依赖于tau磷酸化。突触激活降低了这种Aβ诱导的突触后tau水平，同时PSD组分中PSD-95减少，而GluA1表达无 detectable 变化。此外，Aβ寡聚体通过需要tau磷酸化和钙调神经磷酸酶活性的机制，降低了AMPAR介导的mEPSC幅度。Aβ诱导的GluA1内吞依赖于钙调神经磷酸酶，并且还需要GluA1在S845位的去磷酸化。尽管tau蛋白特异性地为LTD所必需，而非LTP，但它对于急性海马切片中Aβ诱导的LTP损伤以及hAPP Tg小鼠与Tau KO小鼠杂交后Aβ诱导的学习和记忆缺陷是必需的。此外，在海马切片中，GSK-3的药理学抑制阻止了Aβ诱导的LTP损伤和tau磷酸化。总之，这些发现支持Aβ和tau在调节与AMPAR功能相关的突触信号通路中的功能性相互作用。然而，一些研究表明，单独Aβ就足以在实验系统中诱导AMPAR失调。由于在这些情况下未评估tau相关变化，因此尚不清楚这些效应是否完全独立于tau。尽管tau促成许多形式的Aβ诱导的突触功能障碍，但Aβ介导的AMPAR失调可能涉及tau依赖性通路之外的其他下游机制。相反，尽管病理性tau已被报道破坏AMPAR运输和突触功能，但许多研究并未直接排除APP或Aβ的潜在贡献。因此，尽管多条证据支持Aβ、tau和AMPAR调节之间的相互作用，但每条通路的相对和独立贡献仍有待阐明。这些重叠的病理过程伴随着疾病进展中AMPAR亚基表达的改变。在3xTg AD模型中，AMPAR表达水平据报道在疾病阶段间存在差异，该模型表达突变APP、PS1和tau转基因，并同时发展Aβ和tau病理。在该模型中，所有AMPAR亚基的基因表达在3月龄时增加，而在12月龄时，与年龄匹配的野生型（WT）对照相比，GluA2和GluA3表达降低。此外，与3月龄的3xTg AD小鼠相比，12月龄小鼠所有亚基的基因表达均较低。相比之下，与3月龄WT小鼠相比，12月龄WT小鼠GluA2和GluA3亚基表达增加，而GluA1或GluA4亚基无变化。这些发现表明，Aβ和tau病理的联合效应与AD进展过程中AMPAR亚基表达的阶段依赖性改变相关，尽管潜在机制尚不清楚。

3. AD病理中的AMPAR亚基：单个AMPAR亚基GluA1至GluA4在学习和记忆中的功能已通过各种行为实验进行了研究，表明AMPAR亚基在不同类型的学习和行为可塑性中发挥不同作用。GluA1亚基对于海马依赖性空间工作记忆（短期）很重要，但似乎不是情境恐惧条件反射或空间参考记忆（长期）所必需的。相反，在3月龄的GluA2C1Kl敲入小鼠中，据报道GluA2亚基是情境恐惧条件反射所必需的，而非空间学习。GluA3亚基有助于小脑运动学习，GluA3缺陷小鼠表现出运动协调和学习受损。GluA4亚基也被认为与小脑中的联想记忆有关，其缺失损害颗粒细胞突触传递和联想记忆形成。总之，这些发现表明单个AMPAR亚基对学习和记忆过程的贡献不同，突出了突触调节的复杂性以及亚基特异性机制在认知功能中的重要性。AMPAR亚基在学习和记忆中的作用可能在生理和病理条件下（包括AD）有所不同。尽管AD病理与谷氨酸能信号传导失调密切相关，特别是涉及不同的AMPAR亚基，但AMPAR亚基与AD之间的精确关系仍未完全了解，并且似乎因脑区和疾病阶段而异。

3.1. AD中的GluA1：一些研究报告了AD患者脑中AMPAR亚基的区域和层特异性变化。例如，在AD患者的所有海马区域和Braak阶段中，GluA1水平保持不变，表明总GluA1表达并不直接反映AD中的区域脆弱性。在抵抗性海马亚区，包括CA1/CA2、CA3和齿状回，GluA1、GluA2和GluA2/3的水平在所有Braak阶段保持相对不变。然而，一些使用AD转基因小鼠模型和神经元培养的研究表明，GluA1的运输和表面表达受损。这些研究报告，来自AD转基因小鼠的神经元中总GluA1水平不变，但表面GluA1表达显著降低。类似地，表面GluA1水平降低与AMPAR介导的突触电流减少相关，这反过来可能导致LTP受损。总之，这些发现表明，含GluA1的AMPARs突触定位的改变，而非总蛋白表达水平的变化，可能促成AD中的突触功能障碍。

3.2. AD中的GluA2：据报道，在抵抗性海马亚区中，GluA2亚基在AD的所有阶段表达相对稳定。相反，在脆弱亚区，如下托和CA1中部，GluA2水平在AD的中期阶段（Braak III-IV期）在下托下降64%，在CA1中部下降30%。在AD晚期（Braak V-VI期），下托的GluA2水平据报道恢复到与早期（Braak I-II期）相当的水平，而CA1中部区域似乎维持其降低的表达。此外，在AD患者的齿状回分子层中特异性观察到GluA2表达增加，这与AD患者齿状回中GluA2水平不变的观察结果相反。尽管这些GluA2区域特异性差异的机制尚不清楚，但它们可能与AD进展过程中神经元脆弱性和细胞重塑的差异有关。在高度脆弱的CA1中部区域（受AD病理影响最严重的海马亚区之一）持续GluA2减少，可能导致钙通透性增加和神经元过度兴奋。相反，在下托观察到的明显恢复可能反映了补偿反应或存活细胞群体组成的变化。一些研究表明，在AD患者脑中，GluA2 Q/R位点RNA编辑效率显著降低，其中腺苷脱氨酶作用于RNA 2（ADAR2）介导的编辑将GluA2残基607处的谷氨酰胺（Q）转化为精氨酸（R）。然而，受损的GluA2 Q/R编辑是否足够早期发生以影响AD进展，而不是代表神经退行性变的下游后果，仍存在争议，因为大多数现有证据来自死后AD脑组织。尽管如此，大规模AD编辑组分析表明，包括GluA2 Q/R位点在内的GRIA2编辑事件，以脑区依赖性方式与AD阶段相关。特别是，据报道GluA2 Q/R编辑频率在海马旁回随Braak阶段增加而降低。这些发现支持受损的GluA2编辑与AD进展之间的可能关联，尽管在疾病早期阶段的因果作用尚未确定。AD中GluA2 Q/R编辑的减少可能与AMPARs功能病理改变有关，因为Q/R位点调节钙通透性，该位点编辑减少可导致过量的钙内流，这与神经退行性变有关。负责编辑GluA2 Q/R位点的主要酶ADAR2，在44周龄J20（称为hAPP-J20）AD小鼠模型的海马中显著降低，并在AD的尾状核中下调。考虑到GluA2 Q/R位点正确的RNA编辑对于调节钙内流和维持突触功能至关重要，AD中编辑减少可能增加神经元对钙依赖性突触功能障碍和损伤的脆弱性。支持这些发现的是，在表达编辑形式GluA2（R）的基因工程小鼠中，与J20小鼠相比，树突棘丢失、海马CA1神经元变性和记忆障碍有所减轻，表明GluA2 Q/R编辑在AD中的作用。有趣的是，甚至仅表达GluA2（R）的非AD小鼠也显示出比其WT同窝对照更高的棘密度。这些发现提出了GluA2 Q/R位点RNA编辑可能作为影响AD中树突棘完整性和突触弹性的表观遗传开关的可能性。因此，调节GluA2 Q/R编辑已被建议作为潜在的治疗方法。然而，现有证据主要限于临床前和方法学研究。迄今为止，尚未建立临床验证的方法来直接恢复AD中的GluA2 Q/R编辑，其在患者中的治疗效力和可行性仍有待确定。需要进一步研究来确认现有发现的可重复性和转化相关性，完善编辑技术，并评估是否可以在AD患者中安全有效地恢复GluA2 Q/R编辑。除了神经元，AMPARs也在胶质细胞中表达。特别是，含GluA2的AMPARs已在星形胶质细胞和小胶质细胞中被鉴定。转录组学分析表明，与其它AMPAR亚基相比，新皮层和海马中的星形胶质细胞表达相对高水平的Gria2。小胶质细胞同样表达Gria2 mRNA，并且据报道，用环噻嗪（CTZ）药理学增强AMPARs可抑制原代培养的脑血管小胶质细胞中谷氨酸诱导的肿瘤坏死因子-α（TNF-α）释放，提示小胶质细胞AMPARs在调节炎症反应中可能发挥作用。鉴于GluA2在控制AMPAR介导的钙通透性中的核心作用，其在胶质细胞中的表达可能影响与炎症相关的钙依赖性信号通路。然而，将星形胶质细胞或小胶质细胞AMPARs与AD病理直接联系起来的证据仍然有限。迄今为止，大多数研究集中于神经元AMPARs，需要进一步工作来更好地定义胶质细胞AMPARs对AD相关机制的贡献。

3.3. AD中的GluA3：AMPARs的GluA3亚基据报道与AD相关。在大鼠海马CA1突触中，含GluA3的AMPARs在突触处的密度高于其他亚基组合，突出了它们在突触功能中的重要性。最近一项死后研究显示，AD患者脑脊液中GluA3浓度增加，这与认知障碍和tau病理（包括总tau和磷酸化tau）密切相关。GluA3参与AD相关病理得到了以下发现的支持：GluA3缺陷小鼠免受Aβ驱动的突触缺陷、棘丢失和记忆障碍的影响。GluA3缺陷神经元对Aβ介导的突触抑制和棘丢失具有抵抗力，并且对Aβ介导的NMDAR依赖性LTP阻断不敏感。此外，GluA3缺陷的APP/PS1小鼠免于突触抑制、棘丢失、记忆障碍和过早死亡，支持GluA3在Aβ相关突触功能障碍中的作用。这些发现表明，降低GluA3表达水平或调节其功能可能降低神经元对Aβ毒性的脆弱性。AMPARs的GluA3亚基据报道介导海马和小脑中依赖于环磷酸腺苷（cAMP）的突触可塑性。GluA3介导的LTP和学习是由cAMP介导的交换蛋白直接激活的cAMP 2（Epac2）的激活诱导的。cAMP/Epac信号在死后AD患者和J20小鼠的海马中据报道减少。cAMP水平降低与Aβ积累之间存在相关性，因为过表达β-位点淀粉样前体蛋白切割酶1（BACE1）或输注Aβ已被证明可降低cAMP水平。此外，Aβ诱导的LTP抑制可通过升高cAMP来预防。抑制磷酸二酯酶（一种降解cAMP的酶）的信号传导，据报道可逆转大鼠和小鼠中Aβ诱导的记忆缺陷，并改善AD小鼠的突触和认知功能。通过增强的cAMP信号对Aβ诱导的海马缺陷的挽救已被证明需要PKA。总之，减少的GluA3-cAMP信号可能代表AD相关病理的一个组成部分。未来的研究需要更好地定义GluA3在AD中如何被调节，以及这些机制如何与疾病进展和认知障碍相关，这可能有助于为未来的治疗策略提供信息。

3.4. AD中的GluA4：在AMPAR亚基中，即使在AD背景下，GluA4也相对了解较少。最近的研究报道了GluA4的门控机制和构象可塑性，这可能与治疗探索相关。GluA4主要表达在作用于小清蛋白（PV）中间神经元的兴奋性突触上，这些中间神经元对于维持同步网络活动、调节锥体神经元兴奋性和支持认知功能很重要。在AD患者脑中，特别是皮层区域，如楔前叶和额上回，据报道GluA4表达显著降低。此外，GluA4表达降低与神经元正五聚蛋白2（NPTX2）水平降低相关，NPTX2是一种突触分泌的糖蛋白，可稳定PV中间神经元突触处的AMPARs（包括GluA4）。先前使用Nptx2/Nptxr双敲除小鼠的研究表明，NPTX2结合并稳定PV中间神经元突触后位点的GluA4，特别是在神经元活动改变的情况下。在hAPP/Nptx2 KO小鼠中，缺乏NPTX2破坏了抑制性神经元的兴奋性输入，并与网络去同步化、锥体神经元过度兴奋和海马节律性受损相关，这可能导致AD中的认知功能障碍。在AD患者中，CSF NPTX2水平降低与海马体积减小和认知表现较差相关，而死后皮层GluA4表达与NPTX2水平正相关。这些发现支持NPTX2-GluA4通路与AD相关变化的相关性，尽管其在疾病机制中的精确作用仍有待完全明确。总之，AMPAR亚基以不同方式对突触功能做出贡献，其失调与AD中观察到的突触功能障碍和认知衰退有关。更详细地了解AMPAR亚基特异性变化如何与Aβ病理相互作用，对于阐明它们对疾病进展和认知障碍的贡献很重要。

4. 与AD相关的AMPAR稳定性和运输的调节机制：在本节中，研究人员关注调节AMPAR稳定性和运输的选定机制，包括乙酰化和内吞控制通路。研究人员强调了有实验证据将AMPAR动力学与突触功能联系起来的代表性调节过程，尤其与AD中的突触功能障碍相关。

4.1. GluA1亚基的乙酰化：迄今为止，AMPAR乙酰化的直接证据仅报道于GluA1亚基，在其C末端细胞质尾部鉴定了四个赖氨酸残基。在原代培养的海马神经元中，乙酰化通过抑制NAD依赖性去乙酰化酶sirtuin 2（SIRT2）（sirtuin家族成员）来抑制内吞和降解，从而增强GluA1稳定性，导致AMPARs的突触积累。在AD患者前额叶皮层和11月龄APP/PS1小鼠海马的脑匀浆中，以及用可溶性Aβ寡聚体处理的培养神经元中，GluA1乙酰化减少。这些发现表明，Aβ诱导的AMPAR乙酰化和稳定性降低导致AD中的突触病变和记忆缺陷，最直接的实验支持集中在GluA1乙酰化上。乙酰化模拟GluA1突变体（GluA1-4KQ）挽救了APP/PS1小鼠的记忆缺陷，包括视觉情景记忆、空间学习和记忆以及恐惧记忆。通过乙酰转移酶p300增加GluA1乙酰化，通过对抗AMPAR亚基GluA1和GluA2水平的降低，改善了AD小鼠的记忆，从而减轻了突触功能障碍和认知衰退。与此一致，重新引入乙酰化和稳定的AMPARs恢复了突触活动并挽救了AD中的记忆缺陷。然而，在非AD动物中，内源性GluA1乙酰化增加和乙酰化模拟GluA1的组成性表达都改变了AMPAR运输和周转，导致异常的突触可塑性。类似地，在表达乙酰化模拟GluA1的WT小鼠和SIRT2 KO小鼠中观察到的通过增强乙酰化导致的过度稳定，导致突触可塑性和记忆受损。这些发现表明乙酰化疗法的一个关键限制，即需要维持精确平衡。虽然GluA1乙酰化可以阻止Aβ诱导的AMPAR减少并恢复突触功能，但过度稳定可能会阻碍正常可塑性所必需的动态受体调节。因此，乙酰化方法应被视为以GluA1为中心的AMPAR稳定策略，需要精确控制AMPAR周转以维持最佳AMPAR水平。因此，未来的研究应旨在确定调节AMPAR乙酰化的最佳治疗窗口。由于当前证据主要限于海马兴奋性神经元和海马依赖性记忆范式，因此AMPAR乙酰化在AD期间是否在不同脑区或细胞类型中差异调节仍不清楚。对脑区和细胞类型特异性AMPAR乙酰化调节的更精确理解，对于开发针对AD认知障碍的靶向且安全的治疗策略至关重要。

4.2. 网格蛋白组装淋巴样骨髓白血病蛋白（CALM）：编码CALM的基因通过人类全基因组关联研究被鉴定为AD易感位点。网格蛋白衔接子CALM作为多种细胞类型中γ-分泌酶运输、亚细胞定位和酶活性的内源性调节剂。然而，在以AMPAR为中心的治疗策略背景下，CALM最直接的相关性被认为在于其调节含GluA1的CP-AMPAR内吞。CALM强烈集中在神经元的突触后内吞区，在那里它已被证明通过其AP180 N末端同源（ANTH）结构域对泛素的直接识别来调节CP-AMPARs的选择性内吞运输。值得注意的是，据报道该过程独立于网格蛋白。来自兴奋性神经元特异性条件性CALM KO小鼠和急性海马切片的证据表明，CALM缺失与改善的空间学习、增强的LTP和减少的LTD相关，这至少部分被解释为由于CALM依赖性内吞受损导致表面CP-AMPAR水平增加。这种效应部分归因于功能性CP-AMPARs表面水平升高，其内吞可通过CALM直接识别细胞质结构域内的GluA1决定簇和K868位点特异性泛素修饰来促进。此外，CALM和相关的ANTH结构域蛋白被认为充当内吞平台，控制CP-AMPARs的突触表面水平，从而调节突触后LTP和LTD，以及调节空间学习。值得注意的是，这些观察主要来自非AD实验条件，CALM调节的功能后果可能在AD病理背景下有所不同。总之，这些发现支持CALM在调节含GluA1的CP-AMPAR运输中的作用。然而，该机制是否以及如何促成AD中的突触功能障碍仍有待确定。尽管该通路可能代表一个潜在的干预点，但仍不清楚此类策略是否可以在不影响更广泛的CALM依赖性内吞过程的情况下实施。总之，这些调节通路强调了精确控制AMPAR周转在维持突触完整性中的重要性，并表明其破坏可能代表促成AD突触功能障碍的一个汇聚机制。

5. 以AMPAR为中心的AD治疗方法：迄今为止，尚无专门针对AMPARs的抗AD药物商业化，只有有限的临床试验探索了针对AMPARs的治疗AD的方法。尽管在开发针对神经疾病（包括抑郁症、癫痫、强迫症、帕金森病和精神分裂症）的AMPAR靶向药物方面取得了实质性进展，但对AD的关注相对较少。在可用的策略中，研究人员关注正变构调节剂（PAMs）、脑源性神经营养因子（BDNF）和金丝桃苷。这些方法反映了恢复AMPAR介导的突触功能和减轻AD认知衰退的不同但可能互补的机制。

5.1. 正变构调节剂（PAMs）：大量注意力集中在AMPARs的拮抗剂上，特别是因为它们在神经元损伤模型中作为神经保护剂的潜在作用。然而，由于转化为临床实践的局限性，最近的研究已转向探索使用AMPARs的PAMs。与激动剂或拮抗剂不同，PAMs仅在存在内源性配体时增强受体活性，这可能会降低不良事件的可能性。在静息状态下，AMPAR配体结合域（LBD）中心的离子通道门保持关闭。谷氨酸结合后，AMPARs经历构象转变至激活状态，伴随着更高的电导水平。相反，在脱敏过程中，离子通道孔和Q/R位点都表现出结构收缩。在AMPAR二聚体界面处，PAMs通过稳定动态构象变化来增强谷氨酸神经递质对AMPARs的作用。这种稳定作用减弱了受体的脱敏，在某些情况下也减弱了失活。AMPAR PAMs可根据其化学结构分类：苯甲酰胺类，如CX-516、CX-546和CX-1632，也称为Tulrampator（S-47445）；苯并噻二嗪类，如CTZ和IDRA-21；以及联芳基丙基磺酰胺类，如LY392098、LY451395（Mibampator）等。这些PAMs最初是为了治疗认知缺陷而开发的，例如与神经疾病相关的学习和记忆障碍。因此，用AMPAR增强剂增强AMPA信号已被提议作为治疗神经疾病的潜在策略。在AMPAR PAM化合物中，CX-516、CX-546和CX-1632（Tulrampator，S-47445）已被报道增强兴奋性突触后功能和突触可塑性。CX-516被证明可增强海马切片中的兴奋性突触后功能，改善Stxbp1单倍体不足小鼠模型中的攻击行为，并增加应激大鼠新物体识别测试中的探索行为。CX-546据报道可增强原代小鼠星形胶质细胞中谷氨酸刺激的有氧糖酵解，并挽救小鼠中氯胺酮-赛拉嗪麻醉诱导的运动学习缺陷。在器官型海马切片培养中，长时间暴露于CX-546与CA3-CA1突触的结构和功能特性变化相关，包括LTP诱导后增强的棘扩大和持续的突触增强。在小脑切片记录中，CX-546被证明通过增强AMPAR介导的钙信号传导，改变平行纤维至浦肯野细胞突触的突触可塑性，使LTP-LTD平衡偏向LTD诱导而非LTP。在非转基因大鼠模型中，CX-1632/S-47445据报道在短期治疗5月龄雄性大鼠（双侧海马注射Aβ1-40寡聚体）后减轻记忆缺陷，并在长期治疗12月龄雄性大鼠（暴露于慢性不可预测应激联合Aβ1-40脑室内输注）后减少认知缺陷，同时伴随海马tau积累和突触tau错误定位的减少。CX-1632/S-47445治疗还被证明可挽救14月龄小鼠CA3-CA1突触的LTP，并恢复功能性海马连接性，进一步支持其逆转年龄相关突触损伤的潜力。苯并噻二嗪类化合物CTZ和IDRA-21已知可减弱AMPARs的脱敏。CTZ减弱了HEK293细胞中表达的重组GluA1受体的脱敏，而IDRA-21减弱了表达人GluA1/2 flip受体的HEK293细胞的脱敏。口服IDRA-21据报道可改善年轻成年恒河猴的认知和记忆，并在20岁以上的老年恒河猴中显示出更大的个体剂量敏感性。在联芳基丙基磺酰胺类中，LY392098被证明可增强大鼠前额叶皮层神经元中AMPAR介导的突触传递，并在大鼠和/或小鼠中产生抗抑郁样效应。LY451395（Mibampator）据报道可增强来自大鼠和非人灵长类动物的分离原代小脑神经元的AMPAR反应，并且在两种物种的急性小脑切片中观察到类似效应。此外，静脉注射LY451395（3.2 mg/kg）与NMDAR低形态Grin1小鼠的神经元活动改善相关。尽管