Theranostics︱王淑君/叶田田课题组发现冰片可驱动脑膜淋巴引流清除Aβ聚集体用于AD早期治疗

撰文︱柏  慧

责编︱王思珍，方以一

编辑︱王思珍

阿尔茨海默病（AD）是最常见的神经退行性疾病，其患病率随年龄增长而增加，影响全球近1500万人。淀粉样β（Aβ）肽的积累和聚集是AD的神经病理学标志，Aβ肽的积累和清除在AD的发病机制中起着至关重要的作用。Aβ清除机制的进展性损害是晚发性AD的常见前奏，这会导致认知障碍和行为缺陷[1-3]。由于没有有效的AD治疗方法，目前的研究集中在防止Aβ聚集体在血液和淋巴系统中的聚集和迁移。先前的研究表明，Aβ清除与脑膜淋巴系统密切相关。近年来脑膜淋巴管的重新发现使人们关注Aβ的淋巴清除，并成为此类疾病的一个有前途的治疗靶点。

为了减轻AD的认知障碍和行为缺陷，可以促进脑膜淋巴管外排Aβ并将其引流至颈深淋巴结（dCLNs）[4]，目前涉及脑膜淋巴干预的治疗仍处于起步阶段。由VEGF-C主导的淋巴管新生，对于淋巴管引流功能的调节存在一定局限性。前期工作中，研究者团队研究已经证明了冰片可以提高淋巴系统对大分子的引流能力[5]。然而，冰片是否影响脑膜淋巴引流以清除中枢神经系统（CNS）中的Aβ聚集体尚未阐明。

近期，沈阳药科大学王淑君/叶田田课题组在Theranostics上发表了题为“Borneol-driven meningeal lymphatic drainage clears amyloid-β peptide to attenuate Alzheimer-like phenotype in mice”的文章，吴悦博士为论文第一作者，王淑君教授和叶田田副教授为论文的共同通讯作者。该文章研究了口服冰片胶束（BO-Ms）后，对脑内不同分子量大分子（包括Aβ寡聚体和纤维体）脑膜淋巴结清除的影响。并且研究了冰片调节脑膜淋巴引流的机制，从而研究者发现冰片可通过促进脑膜淋巴引流，加速Aβ寡聚体和纤维体从大脑中的淋巴清除，改善错误折叠蛋白聚集模型鼠的AD样症状。初步机制分析表明，冰片具有提高淋巴管的节律运动和功能化潜力，通过颅基底侧淋巴系统和鼻-脑淋巴通路，使大分子流入颈部淋巴结（dCLNs），然后输送到外周淋巴循环。

Aβ产生和清除的失衡是Aβ在大脑中聚集和积累的主要原因，先前的研究表明，Aβ清除与脑膜淋巴系统密切相关。Aβ积聚可能导致淋巴功能障碍，使正反馈回路降低Aβ清除。然而，由于AD机制的复杂性，需要一种新的、更为直观的Aβ清理策略来提供AD治疗的新思路。研究表明，BO-Ms可以通过穿过血脑屏障（BBB）促进其他成分进入大脑，从而改善大脑疾病的治疗效果[6,7]。此外，也有报告显示，BO-Ms在两个方向上调节血脑屏障，这不仅促进了其他物质进入大脑，还促进了物质在大脑中的流出。

为了维持大脑稳态，脑膜中的淋巴管将脑脊液（CSF）大分子排入dCLNs。淋巴管作为重要的生理调节器，在AD患者的体液引流、免疫监测和疾病进展中发挥作用。当脑膜淋巴管消融或颈淋巴管结扎导致脑膜淋巴系统功能失调时，Aβ在大脑中的积聚会加速[8]。通过血管内皮生长因子C（VEGF-C）、DSCR1、免疫疗法和物理刺激治疗增强脑膜淋巴引流，可以加速大脑中Aβ的清除，改善AD的认知障碍。但是，这些淋巴引流改善策略在临床上可能难以实现。因此，需要更多的化学药物策略来有效调节脑膜淋巴引流和增强脑膜淋巴管的运输能力，以清除大脑中的Aβ聚集体。

研究者团队曾首次发现冰片可以提高大分子的淋巴靶向能力，增加淋巴结摄取[9]。因此，研究者作出假设：假设口服冰片后，冰片作为渗透促进剂会迅速进入大脑，从而促进颅内大分子进入脑膜淋巴系统。冰片可以通过改善脑膜淋巴引流来加速Aβ淋巴清除，这将是一项重大突破。为了验证假设，首先作者在小鼠侧脑室注射卵清蛋白（OVA-FITC，45KD）后口服20 mg/kg BO-Ms。实验结果表明给药60分钟后，BO-Ms组从侧脑室扩散到海马的OVA-FITC信号显著低于盐水组和空白制剂组。作者采用CY5.5胶束（CY5.5-Ms，~2KD）作为另一种大分子模型来探究BO-Ms对脑内大分子的清除功能。当将CY5.5-Ms注入侧脑室后，对照组小鼠大脑中CY5.5-Ms的浓度显著高于BO-Ms组，并且对照组的AUC高于BO-Ms组1.4倍。这些结果表明，BO-Ms可以促进CSF中的大分子清除。

为了进一步探究BO-Ms是否可以通过脑膜淋巴管将中枢神经系统(CNS)中的大分子引流至dCLNs。作者团队做了进一步探究，基于已被证实的理论即：脑膜淋巴管可将脑脊液和中枢神经系统衍生的分子从大脑引流至dCLNs[10]。将OVA-FITC注射到小鼠侧脑室后，以相同剂量口服BO-Ms，60分钟后采集脑膜和dCLNs，可见OVA-FITC显示大量出现在dCLNs。实验结果（图1）表明，BO Ms能够将大分子从CNS排入dCLNs。

图1 通过脑膜淋巴管，BO-Ms清除了CNS到dCLNs的示踪剂

（图源：Yue Wu,et al., Theranostics,2022）

为了确定BO-Ms清除脑内大分子的效率和程度，研究者将吲哚青绿纳米粒（ICG-NPs）注射到侧脑室和海马体中，然后立即口服BO Ms，而对照组口服等量的生理盐水。BO-Ms组dCLNs中的Tmax值短于对照组，这意味着BO Ms可以快速提高CSF中大分子的清除率。在4小时内，BO-Ms组dCLNs的ICG -时间曲线下面积（AUC）显著高于对照组，表明BO Ms可促进注射到侧脑室和海马体中的ICG-NP向dCLNs的转运，说明BO-Ms能够增加CSF，尤其是脑实质中大分子清除的效率和程度（图2），并且清除大分子出现在dCLNs内，同时也暗示了BO-Ms的促脑内大分子清除功效，是通过脑膜淋巴系统发挥作用的。

图2  BO-Ms可提高脑膜淋巴吸收脑脊液的引流率

（图源：Yue Wu,et al., Theranostics, 2022）

基于以上探究，研究者对BO-Ms通过脑膜淋巴管，增加Aβ42寡聚物和纤维体从大脑向dCLNs的引流进行探究。为了观察BO-Ms是否能通过脑膜淋巴管促进大脑中Aβ聚集体的清除，研究者将Aβ42-FITC寡聚体和纤维体注射到小鼠的侧脑室，然后立即口服BO-Ms，而对照组小鼠则给予相同量的生理盐水。与对照组相比，不同剂量的BO-Ms处理后，大脑中Aβ42聚集体的含量显著降低，表明BO-Ms提高了大脑中Aβ42聚集体的清除率。

对照组和BO-Ms组的dCLNs中Aβ42聚集体的含量随时间增加，并且在60分钟时，BO-Ms组的dCLNs中的Aβ42聚集体的含量显著高于对照组。然而，当dCLNs的传入淋巴管被结扎时，BO-Ms的引流效果受损。（图3）并且BO-Ms组的Aβ42聚集体大量出现在背侧和基底侧脑膜和脑膜淋巴管中。这些结果表明，BO Ms促进大脑中Aβ42聚集体通过脑膜淋巴途径清除到dCLNs中。

图3  BO-Ms通过脑膜淋巴管将Aβ42聚集体从大脑清除到dCLNs中

（图源：Yue Wu,et al., Theranostics,2022）

影响AD发展和预后的一个重要因素是Aβ可能导致神经细胞死亡和大脑中老年斑块的发展，因此作者开展了OF和MWM测试，与对照小鼠相比，模型小鼠在空间学习和记忆方面存在明显缺陷，通过接受BO-Ms治疗，模型小鼠显著逆转了这些缺陷。与模型组小鼠相比，BO -Ms处理的动物显示大脑中Aβ42浓度显著降低。总之（图4），BO-Ms治疗显著改善了模型小鼠的空间学习和记忆缺陷，这可能归因于BO-Ms增强了大脑中Aβ42聚集体通过脑膜淋巴途径清除至外周淋巴。

图4  BO-Ms改善AD小鼠的记忆缺陷

（图源：Yue Wu,et al., Theranostics,2022）

文章结论与讨论，启发与展望

该研究的结果首次强调了冰片作为一种小分子化合物在改善脑膜淋巴引流方面的价值，为膜淋巴干预提供了一种新的可能性。脑膜淋巴网络是一种清除途径，参与各种神经系统疾病的过程，包括AD、衰老和帕金森病。增强了脑膜淋巴引流，可以增加大分子从大脑中的清除。但是，该研究在关于冰片对于脑膜淋巴可塑性、功能化药理学研究还较为基础，对其作用机制需要进行更为深入的讨论；因此应进一步研究冰片的药理学，探索其用于预防或治疗与衰老和脑膜淋巴系统异常相关的神经系统疾病的更大临床应用价值。

原文链接：https://doi.org/10.7150%2Fthno.76133

通讯作者：叶田田（左），王淑君（右）

（照片提供自：叶田田/王淑君团队）

作者简介（上下滑动阅读） 

叶田田为本文第一通讯作者，现任沈阳药科大学药学院药剂专业副教授，兼任国家一级创新工程师、中国医药教育协会药物创新研发临床评价分会副秘书长、长三角药物高等研究院合作导师。主要研究方向为脑科学和脑淋巴靶向领域，近5年研究成果在国内外期刊上发表论文20余篇，其中SCI收载15篇，累计影响因子总计73.941。首次针对脑膜淋巴系统，完成了单萜类活性成分载药系统的构建和脑膜淋巴途径毒性蛋白聚集体的清除研究，为神经退行性疾病的治疗，提供了良好的工作基础。本研究成果受到了国家自然科学基金面上基金、国家自然科学基金青年基金、中国博士后科学基金面上资助项目的支持。

王淑君为本文共同通讯作者，现任沈阳药科大学药学院药剂专业教授、博士生导师，兼任中国医药教育协会创新药物研究与临床评价分会主任委员、国家食品药品监督管理局药品审评中心外聘专家、辽宁省“百千万人才工程”百人层次，专注于淋巴靶向方向的新药创制，药用辅料、高端制剂的产业化研究和转化研究。

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 学习资料

参考文献（上下滑动查看）  

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本文完