International Journal of Molecular Sciences：复旦大学基础医学院汪军课题组与中山医院神经内科吴帅课题组揭示石杉碱甲通过调控脱髓鞘和神经炎症治疗多发性硬化症

石杉碱甲（HupA）是一种天然的乙酰胆碱酯酶抑制剂（AChEI），具有高效性、选择性和可逆性等优点，对某些神经退行性疾病具有显着的治疗作用。它还有助于减少实验性自身免疫性脑脊髓炎（EAE）的神经损伤和神经炎症，EAE是多发性硬化症（MS）的经典模型。然而，HupA对多发性硬化症的治疗作用及背后机制尚未被研究。

在此背景下，2022年12月19日，复旦大学基础医学院汪军课题组与中山医院神经内科吴帅课题组在International Journal of Molecular Sciences发文揭示了HupA通过调控脱髓鞘和神经炎症来治疗多发性硬化症。

CPZ（双环己酮草酰二腙）是一种铜螯合剂，持续的CPZ摄入可诱发胼胝体、海马、小脑、纹状体、大脑皮层的脱髓鞘作用。在本研究中，课题组将小鼠分为对照组（Ctrl）、CPZ模型组(CPZ + Veh) 、HupA治疗的CPZ组（CPZ+HupA）、美卡拉明（一种n型乙酰胆碱能受体拮抗剂）作用下的HupA治疗组（CPZ + HupA + Mec）。

平衡木（BWT）和加速旋转测试（rotarod test）结果显示：与对照组相比，CPZ模型鼠通过平衡木所需时间更久，其在旋转中跌落延迟时间更短，表现出运动协调缺陷，而HupA缓解了这种缺陷，且这种缓解作用被美卡拉明所阻断。

图1| BWT和加速旋转测试结果

旷场测试结果显示CPZ模型鼠在矿场中央的活动（移动距离、停留时间、进入次数）显着减少；Y迷宫结果显示CPZ模型鼠在两臂间的转变次数显着减少；这些结果表明CPZ模型鼠具有明显的焦虑样表型和空间记忆缺陷，而HupA缓解了这种焦虑和记忆缺陷，且这种缓解作用亦被美卡拉明所阻断。

图2|旷场测试和Y迷宫测试结果

MBP是中枢神经系统髓磷脂中丰富的蛋白，是自身免疫性神经退行性疾病MS发病机制中的一个重要参考指标，并与髓磷脂的表达密切相关。Luxol快蓝（LFB）是一种邻苯二甲酸铜染料，具有在酒精溶液中与髓磷脂结合的特性。通过LFB染色，可以很好地观察到神经组织的髓鞘结构，而WB和MBP、LFB免疫荧光染色的结果共同显示：HupA促进了胼胝体中髓鞘碱性蛋白（MBP）的表达，增加了髓鞘化轴突的数量；透射电镜（TEM）成像观察CPZ小鼠中有许多坏死和空泡化的轴突结构，经过HupA治疗2周后，有髓鞘的轴突数量明显增加；这些结果HupA在脱髓鞘过程中表现出保护作用；然而，美卡拉明显着抑制了HupA的保护作用。

图3|MBP、LFB免疫荧光染色和TEM成像观察结果

进一步的免疫染色结果发现HupA对少突胶质细胞前体细胞（OPCs）的数量没有影响，但增加了体内成熟的少突胶质细胞的数量。体外实验结果显示：HupA不影响OPCs的增殖，但促进了体外环境中OPCs的分化。

除OPC外，小胶质细胞对MS的发病过程也至关重要。许多研究表明HupA可能直接作用于小胶质细胞，从而减少中枢神经系统的炎症。免疫染色结果显示：HupA显着减少了CPZ小鼠海马和胼胝体中的小胶质细胞数量，并发现HupA显着抑制了CPZ小鼠胼胝体中小胶质细胞的比例及其末端分支和总分支长度的过度增加，该抑制作用被美卡拉明所阻断。这些结果表明：HupA可能通过经典的n型胆碱受体途径作用于小胶质细胞，以改善炎症微环境，促进髓磷脂的再生。

图4|免疫染色结果表明HupA通过n型胆碱受体途径作用于小胶质细胞

最后，课题组通过qRT-PCR发现，HupA增加了CPZ小鼠中各种抗炎细胞因子（Arg1、CD206）的mRNA水平，同时降低了不同的促炎细胞因子（iNOS、IL-1β、IL-18、CD16和TNF-α）的水平。而美卡拉明可有效逆转HupA的作用。

图5| qRT-PCR结果分析

总的来说，本文主要通过形态学和行为学等研究，发现HupA能促进少突胶质细胞前体细胞（OPCs）的成熟和分化，并通过n型胆碱受体途径作用于小胶质细胞，从而减轻脱髓鞘和神经炎症来治疗多发性硬化症小鼠的焦虑样表型和空间记忆及运动协调能力缺陷。然而，包括长期使用HupA对慢性疾病的影响及其可能的副作用在内的问题仍未解决。因此，未来在国际环境评估中需要进行完整的临床试验对HupA的临床疗效进行验证。而该研究为今后进一步探索治疗多发性硬化症等神经系统疾病的药物提供了新的思路。

原始出处：

Hongyu Zhang， et al. Huperzine—A Improved Animal Behavior in Cuprizone-Induced Mouse Model by Alleviating Demyelination and Neuroinflammation. Int. J. Mol. Sci. 2022， 23(24)， 16182； https：//doi.org/10.3390/ijms232416182.