依维莫司(everolimus)可以阻断炎症相关分子的激活

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所属分类:依维莫司

小胶质细胞负责神经炎症,这可能会加重癫痫等疾病的脑损伤。哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 (mTOR) 激酶与小胶质细胞激活以及随后的神经炎症有关。在本研究中,雷帕霉素和依维莫司everolimus)均作为 mTOR 抑制剂,在红藻氨酸 (KA) 诱导的癫痫发作和脂多糖 (LPS) 诱导的神经炎症模型中进行了研究。

依维莫司(everolimus)可以阻断炎症相关分子的激活

方式

依维莫司(everolimus)可以阻断炎症相关分子的激活

在体外,我们用 KA 和 LPS 处置 BV2 细胞。在体内,KA 用于在 B6.129P-Cx3cr1tm1Litt/J 小鼠出生后第 25 天诱导癫痫发作。雷帕霉素和依维莫司对通过实时 PCR、蛋白质印迹和免疫染色检查到的神经炎症的调节进行了评估。

依维莫司(everolimus)可以阻断炎症相关分子的激活

结果

在神经炎症 (LPS) 和癫痫 (KA) 两种模型中,依维莫司在抑制 iNOS 和 mTOR 讯号通路方面比雷帕霉素更有效。与雷帕霉素相比,依维莫司显着减弱了 LPS 产生的 iNOS mRNA 表达以及 KA 和 LPS 产生的亚硝酸盐。只有依维莫司通过 LPS 和 KA 处置减弱了 mTOR 的 mRNA 表达。在本研究中,我们还发现 LPS 和 KA 处置下 mTOR 的调节不是由 Akt 途径介导的,而是主要由 ERK 磷酸化介导的,而依维莫司能够更显着地减弱这种磷酸化。依维莫司对海马 ERK 磷酸化和小胶质细胞激活的这种抑制也在 KA 医治的小鼠中得到证实。

结论

雷帕霉素和依维莫司(everolimus)能够阻断炎症相关分子的激活并减弱小胶质细胞的激活。依维莫司比雷帕霉素具有更好的治疗效果,可能是通过抑制 ERK 磷酸化介导的。综上所述,mTOR 抑制剂可能是抗炎和癫痫医治的潜在药理学靶点。

多项动物和人类研究表明,mTOR 激活可导致神经兴奋、癫痫发作和癫痫。因此,mTOR抑制剂已被应用于癫痫医治。尽管雷帕霉素和依维莫司都是 mTOR 抑制剂,但本研究表明,这两种药品对亚硝酸盐的产生、iNOS 和 mTOR 的 mRNA 表达以及 ERK 磷酸化具有不同的影响。两种药品对 IL-1β 表达均无影响,而雷帕霉素延长 NLRP3 表达,这可能会加重神经炎症。在神经炎症 (LPS) 和癫痫 (KA) 两种模型中,依维莫司在抑制 iNOS 和 mTOR 讯号通路方面比雷帕霉素更有效。在 iNOS 通路中,依维莫司比雷帕霉素更显着地减弱了由 LPS 刺激的 iNOS mRNA 表达和由 KA 和 LPS 产生的亚硝酸盐。在 mTOR 通路中,只有依维莫司减弱了 LPS 和 KA 处置诱导的 mTOR mRNA 表达。我们还发现,在 LPS 和 KA 处置下,mTOR 的调节不是由 Akt 途径介导的,而是可能主要由 ERK 磷酸化介导,而依维莫司能够更显着地减弱这种磷酸化。

虽然不参与调节 KA 癫痫发作的产生和传播,但 NO 已被证明与癫痫坚持状态诱导的神经元变性有关。在细胞因子或 LPS 加 INFg 医治下,雷帕霉素已显示可减少星形胶质细胞中 iNOS 的 mRNA 水平。依维莫司也被证明会影响 NOS 活性和 NOS2 表达,从而降低小胶质细胞增殖。本研究表明,雷帕霉素和依维莫司均可减少小胶质细胞中 LPS 或 KA 医治后 iNOS mRNA 和亚硝酸盐的产生,表明 mTOR 抑制剂的神经保护作用可能部分来自 iNOS 抑制。然而,我们的数据还表明,依维莫司在抑制 iNOS 和亚硝酸盐产生方面明显比雷帕霉素更有效。

在本研究中雷帕霉素延长 NLRP3 mRNA 的原理尚不明白。据报道,在 LPS 医治下,NO 可抑制 NLRP3 炎症小体的激活。在我们在KA处置下的研究中,雷帕霉素抑制了iNOS mRNA和NO/亚硝酸盐的产生,这可能有助于NLRP3 mRNA的延长。然而,依维莫司(everolimus)还抑制 iNOS mRNA 和 NO/亚硝酸盐的产生,而不会延长 NLRP3 mRNA,这需要进一步研究。

mTOR 是两个较大的讯号复合体 mTORC1 和 mTORC2 的一部分。mTOR 抑制剂的主要药效学作用是选择性结合 FKBP12,随后与 mTORC 1 相关联并对其进行抑制。依维莫司与 mTORC 2 互相作用的效力高于雷帕霉素,并且在医治室管膜下巨细胞星形细胞瘤和其他 TSC 表现方面显示出优于雷帕霉素。有趣的是,我们的研究还表明,与雷帕霉素相比,依维莫司在 LPS 和 KA 处置下减少了 mTOR 的 mRNA 水平。这一发现能够解释依维莫司在抑制 mTORC2 方面的效力高于雷帕霉素。

我们的研究表明,依维莫司(everolimus)比雷帕霉素更有效地降低神经炎症。mTORC1 和 mTORC2 在炎症中发挥不同的作用。mTORC2 发挥促炎作用,而 mTORC1 发挥一些抗炎作用。因此,依维莫司通过抑制 mTORC2,在抑制神经炎症方面可能比雷帕霉素更有效。同样,最近的一项研究表明,mTORC1 和 mTORC2 双重抑制剂比雷帕霉素更有效地对抗神经炎症。此外,如本研究和以前的研究所示,依维莫司(而非雷帕霉素)能够抑制 ERK 磷酸化。ERK 通路的这种抑制可能会增强依维莫司的抗炎活性。

在这项研究中,对雷帕霉素和依维莫司(everolimus)在神经炎症和癫痫发作的细胞和动物模型中进行了直接对比。与雷帕霉素相比,依维莫司对 iNOS mRNA 产生、亚硝酸盐产生和 mTOR mRNA 产生的抑制作用更大,这可能部分源于对 ERK 磷酸化的抑制。mTOR作为抗癫痫医治的靶点可能是减轻神经炎症的潜在药理学靶点,值得在未来得到更多应用。【微信:yaodaoyaofang】扫描下方二维码了解更多:

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