神經(jīng)退行性疾病 (neurodegenerative diseases) 是包括阿茲海默病(Alzheimer's disease, AD) 和肌縮性側(cè)索硬化 (amyotrophic lateralsclerosis, ALS) 等疾病在內(nèi)的導(dǎo)致神經(jīng)元逐步死亡的慢性疾病。不同神經(jīng)退行性疾病的遺傳學(xué)病、病理和臨床表現(xiàn)都大不相同，這使尋找治療這些疾病療法的過程更為艱難。日前基因泰克 (Genentech) 公司發(fā)表在《Science Translational Medicine》上的研究發(fā)現(xiàn)雙*拉鏈激酶(dual leucine zipper kinase, DLK) 在 AD 與 ALS 小鼠模型中是調(diào)節(jié)神經(jīng)元退化的通用調(diào)節(jié)因子。這一發(fā)現(xiàn)意味著 DLK 可能成為治療一系列神經(jīng)退行性疾病的新靶點(diǎn)。

AD 是世界上zui常見的神經(jīng)退行性疾病，ALS 又稱為“漸凍人”癥，是zui常見的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元疾病之一。雖然這兩種疾病的臨床癥狀差別很大，導(dǎo)致疾病的遺傳原因也千差萬別，但是它們都會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)元出現(xiàn)進(jìn)行性退化。絕大部分 AD 和 ALS 患者呈散發(fā)性發(fā)病而且沒有明確病因，這對(duì)開發(fā)治療這些疾病的藥物來說是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。重點(diǎn)研究媒介神經(jīng)元對(duì)慢性壓力反應(yīng)的信號(hào)通路可能發(fā)現(xiàn)不同神經(jīng)退行性疾病致病機(jī)理中的共同點(diǎn)，從而發(fā)掘可以改變疾病進(jìn)程的通用療法。

以往研究表明，DLK 能夠媒介多種神經(jīng)元損傷和神經(jīng)元退化。DLK 對(duì)在神經(jīng)元啟動(dòng)依靠 JNK（c-Jun N-terminal kinase）信號(hào)通路的應(yīng)激反應(yīng)至關(guān)重要，而且它能夠廣泛調(diào)節(jié)損傷引起的轉(zhuǎn)錄變化。有研究表明抑制 JNK 信號(hào)通路能夠在某些情況下延緩神經(jīng)元退化，但是至今為止，開發(fā)出安全有效，并且能夠穿越血腦屏障的 JNK 抑制劑仍然是一個(gè)重大挑戰(zhàn)。而能夠進(jìn)入大腦的有選擇性的 DLK 抑制劑已經(jīng)被開發(fā)出來了。因此，基因泰克的研究人員在這項(xiàng)研究中試圖確定抑制 DLK 活性能否成為延緩神經(jīng)退行性疾病進(jìn)展的治療策略。

*步，研究人員需要確定 JNK 信號(hào)通路在慢性神經(jīng)退行性疾病中是否被激活。為此，他們收集了從 ALS 患者和模擬 ALS 的小鼠模型中獲得的脊髓組織，通過檢測 JNK 和下游靶點(diǎn) c -Jun 的磷酸化程度，他們發(fā)現(xiàn) JNK 信號(hào)通路在 ALS 患者和小鼠模型中都被異常激活。他們?cè)趶?AD 患者和 AD 小鼠模型中獲得的大腦組織中重復(fù)了同樣的實(shí)驗(yàn)并且得到了相同的結(jié)果。這些結(jié)果表明 JNK 信號(hào)通路確實(shí)在慢性神經(jīng)退行性疾病中被激活。那么抑制 DLK 活性能否達(dá)到降低 JNK 信號(hào)通路激活水平的作用呢？

下一步，研究人員在 AD 和 ALS 小鼠模型中運(yùn)用遺傳學(xué)手段有選擇性地在成年小鼠中敲除 DLK 基因，然后對(duì)神經(jīng)組織中 c -Jun 的磷酸化程度進(jìn)行了檢測。運(yùn)用免疫組化和免疫印跡分析，他們發(fā)現(xiàn)敲除 DLK 基因之后，c-Jun 的磷酸化程度顯著降低，表明 DLK 確實(shí)可以在不同慢性神經(jīng)退行性疾病動(dòng)物模型中降低由于應(yīng)激反應(yīng)造成的 JNK 信號(hào)通路的激活。

既然敲除 DLK 基因可以降低 JNK 信號(hào)通路的激活程度，那么它對(duì)神經(jīng)退行性疾病的進(jìn)展有什么影響？為了解答這個(gè)問題，研究人員對(duì)敲除了 DLK 基因的 ALS 小鼠中一系列與 ALS 相關(guān)的病理特征進(jìn)行了檢測。他們發(fā)現(xiàn)敲除 DLK 基因?qū)е?ALS 小鼠脊髓中運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的數(shù)目顯著增加，而且運(yùn)動(dòng)神經(jīng)的軸突腔面積也顯著增加。這意味著敲除 DLK 基因起到了保護(hù)神經(jīng)元健康的作用。這些小鼠的運(yùn)動(dòng)能力和壽命也得到了顯著的改善。

在 AD 小鼠模型中，敲除 DLK 基因?qū)е滦∈蟠竽X中淀粉樣蛋白沉積 (amyloid plaque) 附近的樹突棘 (dendritic spines) 數(shù)目顯著增加。同時(shí)這些小鼠在某些檢測學(xué)習(xí)和記憶能力的行為測試中的表現(xiàn)也得到了改善。雖然研究表明敲除 DLK 基因?qū)Φ矸蹣拥鞍椎某练e和 Tau 蛋白變性沒有影響，但是它在 AD 小鼠模型中可以同樣起到保護(hù)神經(jīng)元功能的作用。

敲除 DLK 基因雖然能夠起到保護(hù)神經(jīng)元功能的效果，但是在臨床上的應(yīng)用十分有限，因此研究人員進(jìn)一步檢測了兩種結(jié)構(gòu)不同的 DLK 抑制劑的效果。在急性視神經(jīng)擠壓模型 (acute optic nervecrush model) 中，DLK 抑制劑能夠降低損傷引起的 c -Jun 磷酸化程度，并且可以減少損傷引發(fā)的基因表達(dá)變化。同時(shí) DLK 抑制劑顯著降低了視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞 (retinal ganglia cell) 因視神經(jīng)受損而導(dǎo)致的凋亡數(shù)目。在 ALS 和 AD 小鼠模型中，DLK 抑制劑能夠降低 c -Jun 的磷酸化程度。而且 DLK 抑制劑在 ALS 小鼠模型中將神經(jīng)肌肉接頭 (neuromuscular junction) 的退化速度降低了 10%。這些數(shù)據(jù)表明運(yùn)用 DLK 抑制劑抑制 DLK 活性在急性和慢性神經(jīng)退行性疾病中都可以起到保護(hù)神經(jīng)元的作用。

“這項(xiàng)研究中zui值得注意的結(jié)果是調(diào)控 DLK 這一條信號(hào)通路足以在多種神經(jīng)退行性疾病模型中減緩疾病癥狀，”研究的作者表示。

目前，基因泰克已經(jīng)開展了一項(xiàng)臨床 1 期試驗(yàn)在 ALS 患者中檢測一種稱為 GDC-0134 的口服 DLK 抑制劑的療效。該公司計(jì)劃在 9 個(gè)臨床試驗(yàn)點(diǎn)募集 70 名患者。由于 DLK 是一種蛋白激酶，這意味著這個(gè)新靶點(diǎn)有很好的成藥性(druggability)，這一特性可能加快創(chuàng)新療法的開發(fā)