神经保护性五肽CN-105改善脑出血转化模型的预后
序言
脑出血(ICH)是一种常见的神经重症,目前尚无公认药物用于改善患者的预后。载脂蛋白E(apoE)是一种多态性蛋白,能够调节神经炎症,是ICH药物治疗的潜在靶点。传统的ICH动物模型未考虑性别、年龄、高血压病等因素,降低了药物临床前研究的转化成功率。来自美国杜克大学的Daniel T. Laskowitz等人开发了一种能与apoE螺旋结构域相互作用的五氨基酸多肽CN-105,并探讨了其在ICH转化模型中的潜在治疗作用,相关结果发表在2021年1月《Neurocritical Care》。
文献地址:https://doi.org/10.1007/s12028-020-01184-y
研究背景
载脂蛋白E(apoE)能够调节神经炎症,在急性脑损伤后发挥神经保护作用,其作用具有异构体特异性。apoE基因多态性也是目前报道的与ICH患者预后相关的基因,并在临床前研究中被证明,因此,以apoE为ICH治疗靶点是否可行值得进一步研究。
ApoE相似性多肽是依据apoE受体结合域设计的药物性多肽,能够快速穿过血脑屏障,发挥脑保护和抗炎作用。该类多肽在ICH动物研究的结果已证明可以显著改善组织学评分和功能预后。最近一款apoE相似性多肽CN-105在成年雄性ICH小鼠模型中发挥抗炎、降低脑水肿和改善动物预后作用。此外,CN-105治疗原发性幕上ICH患者的早期临床试验已经开展(NCT03168581, NCT031711903, NCT03802396)。
然而传统ICH动物研究采用健康成年雄性小鼠模型,没有考虑年龄、性别和高血压基础疾病等因素。这限制了药物治疗ICH的动物研究的转化成功率。本文作者进一步探讨了CN-105在老年、雌性、高血压病ICH动物模型的作用,并得到阳性结果,进一步提高CN-105治疗ICH的转化成功率。
研究方法
实验设计
根据高血压病、老龄、雌性等因素设计3个独立实验,评估CN-105对ICH动物(胶原酶ICH模型)的神经损伤、转棒行为学和脑水肿。
Figure 1.实验设计 (a):自发性高血压BPH/2J小鼠ICH模型,(b)自发性高血压雌性大鼠,ICH模型(c):中年雄性小鼠ICH模型。
Table 1.神经损伤评分
研究结果
CN-105改善雄性高血压病小鼠ICH后神经行为学功能,减少脑水肿程度
Figure 2. (a)转棒实验结果表明CN-105(0.05mg/Kg和0.20mg/Kg)显著改善ICH后前庭功能。(b)神经损伤评分表明CN-105(0.20mg/Kg)显著改善神经功能缺损。
Figure 3. 脑含量结果显示CN-105(0.20 mg/Kg)显著降低血肿同侧半球脑水肿程度。
CN-105改善雌性自发性高血压大鼠ICH后神经行为学功能,减少脑水肿进展。
Figure 4. (a)转棒实验结果显示CN-105(0.05mg/Kg)显著改善大鼠前庭功能;(b)神经损伤评分结果显示CN-105(0.05mg/Kg)显著降低大鼠神经功能缺失。
Figure 5. (a、b)MRI结果显示CN-105(0.05mg/Kg)减少血肿进展(24h vs 2h);(c、d)MRI结果显示CN-105(0.05mg/Kg)降低血肿对侧半球水肿进展。
CN-105改善中年雄性小鼠ICH后神经功能
Figure 6. (a)转棒实验结果显示CN-105(0.05mg/Kg)显著改善小鼠前庭功能;(b)神经损伤评分结果显示CN-105(0.05mg/Kg)显著降低大鼠神经功能缺失。
结论
急性期给予CN-105(一种来源于apoE受体结合域极性面的五氨基酸多肽)改善相关ICH转化模型动物的预后。
讨论
目前ICH药物治疗的临床前研究常用成年雄性小鼠(8-12周龄),在纹状体区域注射胶原酶或自体血以模拟ICH造成的脑损伤,与临床实际存在较大差异。出血性卒中学术界圆桌会议推荐应考虑高血压病、性别、年龄、治疗时间窗等因素,以提高基础研究的转化成功率。
ApoE能够通过减轻急性脑损伤后神经炎症反应,发挥特定亚型的神经保护作用。CN-105是一款依据apoE受体结合域设计的药物性多肽。作者课题组先前数据表明,CN-105可改善成年雄性小鼠ICH后短期和长期神经行为评分和组织学结果,减少脑水肿并促进神经元存活。本文进一步扩展了其在ICH相关的转化模型中的疗效,证明CN-105改善了高血压雄性小鼠、高血压雌性大鼠和中年雄性小鼠的预后,为开展CN-105治疗ICH患者的临床研究提供了有力的支持。
高血压是非脑叶型脑出血的最重要危险因素,在ICH患者占比高达80%。高血压在ICH后血肿扩大,脑水肿和继发性神经元损伤中发挥重要作用。笔者采用两个自发性高血压动物模型来测试CN-105的疗效,均得到了阳性结果,证明了CN-105对合并高血压病的ICH动物模型的疗效。以往ICH基础研究并不重视模式动物血肿对侧的脑水肿,而临床ICH患者对侧脑水肿会造成弥漫性全脑水肿,是决定预后的重要因素。本文MRI结果显示CN-105显著限制了ICH后对侧脑水肿的发展。
值得注意的是,笔者团队虽证明了CN-105对小鼠和大鼠均显示出CN-105的疗效,但它们是无脑回物种。此外,尽管有文献表明CN-105通过LRP-1受体介导抗炎作用,但其在急性脑损伤后的作用机制尚未明确。
译者
神经外科学博士(在读)
就读于复旦大学附属华山医院,导师胡锦教授。