摘要
阿尔茨海默病(Alzheimer's disease，AD)是一种神经退行性疾病，也是老年痴呆症中占比最多的亚型。在细胞水平上，AD的主要病理特征为细胞外β-淀粉样蛋白(Aβ)聚集形成的老年斑块和细胞内tau蛋白过度磷酸化导致的神经纤维缠结，并伴随神经元细胞丢失，线粒体功能异常等;在临床症状上，AD主要表现为渐行性记忆丢失和其他认知功能障碍，严重影响患者日常生活。已批准用于改善AD症状的药物只有4个乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制剂（他可林、多奈哌齐、卡巴拉丁和加兰他敏）和1个N-甲基-D-天门冬氨酸(NMDA)受体阻断剂（美金刚），但至今尚没有能够治愈或阻止/延缓疾病进程的抗AD药物。 SCR-1693是全新化学合成小分子化合物，其分子母核糅合了四氢氨基吖啶和二氢吡啶结构。药物化学设计初衷为SCR-1693单一分子能保留两个母核功能基团的靶点活性，前者发挥乙酰胆碱酯酶(AChE)抑制活性，以此达到改善AD患者临床症状的目的;后者发挥阻断钙通道活性，以此来维持细胞内钙平衡，达到延缓AD疾病进程的目的。体外酶活试验表明，SCR-1693为选择性的、非竞争型的、可逆的AChE抑制剂，能浓度依赖性地抑制AChE活性，其IC50为0.668 μM，其Ki为0.97 μM，而对丁酰胆碱酯酶(BuChE)没有抑制活性。单剂量灌胃给予SCR-1693能剂量依赖性地抑制大鼠脑内AChE活性，而对外周系统中血浆AChE无明显抑制作用。在高浓度KCl诱导SH-SY5Y去极化开放细胞膜上钙离子通道实验中，SCR-1693浓度依赖性地阻断钙离子内流，其IC50为28.59 μM。在大鼠背根神经节神经元细胞中，手动膜片钳记录L型钙通道电流的结果表明，0.1和1.0 μM SCR-1693对L型钙离子通道电流抑制率分比为38.14％和61.76％;在相同摩尔浓度条件下，其抑制活性强于L型钙通道阻断剂硝苯地平(nifedipine)。在稳定表达人钙通道的细胞系中，采用全自动膜片钳技术记录细胞钙电流信号，包括hCaV1.2（L-型钙通道）、hCaV2.1（P/Q-型钙通道）、hCaV2.2（N-型钙通道）hCaV3.2（T-型钙通道）等。实验结果表明，SCR-1693能抑制上述钙离子通道电流，但未表现出明显选择性。SCR-1693在10 μM浓度下能分别抑制L型(29.7％)、P/Q型(12.5％)、N型(18.6％)以及T型(20.8％)钙离子通道电流。综上，SCR-1693是选择性的、可逆的、非竞争型AChE抑制剂和非选择性电压门控钙离子通道(VGCCs)阻断剂。 在Aβ25-35诱导人神经母细胞瘤细胞株SH-SY5Y损伤模型中，SCR-1693能浓度依赖性地抑制Aβ25-35诱导的细胞死亡。在0.02～2.5 μM浓度范围内，SCR-1693能显著减少Aβ25-35诱导的细胞死亡。在相同摩尔浓度（0.1 μM和0.5 μM）条件下，SCR-1693的保护作用优于AChE抑制剂多奈哌齐(donepezil)和L-型钙通道阻断剂尼伐地平(nilvadipine)两者单独和组合给药。这提示，SCR-1693发挥了AChE抑制剂和VGCC阻断剂在神经保护作用上协同机制，其表现出的保护作用优于单靶点（AChE或VGCC）药物。在小鼠侧脑室(i.c.v.)注射寡聚化Aβ25-35模拟家族性AD (familial AD，FAD)动物模型中，灌胃给予SCR-1693能显著改善i.c.v.-Aβ小鼠在Morris水迷宫和Y迷宫中的学习和记忆能力，能减少Aβ诱导引起的小鼠海马锥体神经元死亡。值得注意的是，0.3和1 mg/kg剂量的SCR-1693给药发挥的作用优于现有临床用药多奈哌齐和美金刚(memantine)。同时，SCR-1693治疗能剂量依赖地改善i.c.v.-Aβ小鼠海马CA1区神经突触传递功能和保护i.c.v.-Aβ小鼠的长时程增强(LTP)诱导;能显著调控与突触可塑性相关的CaMKⅡ、ERK、CREB磷酸化水平。SCR-1693(0.3和1.0 mg/kg)保护突触功能和LTP诱导的作用与多奈哌齐治疗组相当，比美金刚治疗组作用强。 稳定表达人全长tau蛋白的细胞系Neura-2a-tau能表达高磷酸化水平的tau蛋白，并出现胰岛素抵抗，是合适的tau相关病理的AD细胞模型。SCR-1693能浓度依赖性地降低Neura-2a-tau细胞内多个与AD病理相关的tau蛋白Ser/Thr磷酸化水平，包括p-tau S 199/202、S202/T205、T212/S214、T231、S262和S356，增加非磷酸化tau水平。而AChE抑制剂多奈哌齐和L-型VGCC阻断剂尼伐地平、尼莫地平、硝苯地平单独处理和联合处理Neura-2a-tau细胞，均不能明显下调细胞内tau蛋白磷酸化水平。这些结果表明，SCR-1693存在不依赖于AChE和VGCC靶点活性的新机制，从而调控细胞内与AD病理相关的过度磷酸化tau水平。进一步研究表明，SCR-1693对与AD发病机制相关的tau激酶CDK5和GSK-3β酶活并没有直接地抑制作用。经过筛选调节AD有关的tau超磷酸化病理相关的激酶和磷酸酶后发现，SCR-1693能激活Akt和PKA，抑制GSK-3β激活，但不影响MAPKs（ERK、p38和JNK）、CDK5、Src等激酶的激活;同时能激活主要的tau磷酸酶PP1和PP2A。通过PI3K抑制剂LY294002（抑制Akt激活）、PKA抑制剂H-89和PP1/PP2A抑制剂calyculin A与SCR-1693同时处理Neura-2a-tau细胞，发现LY294002和H-89并不能明显阻止SCR-1693对tau磷酸化的影响，而calyculinA能完全阻断SCR-1693对tau磷酸化的调节作用。这表明，SCR-1693调节tau磷酸化的作用可能主要是通过调节PP1/PP2A活性来实现的。此外，SCR-1693能够恢复Neura-2a-tau细胞对胰岛素的敏感性，增加胰岛素诱导的下游信号;但这种作用能够被calyculin A所抑制。这表明，SCR-1693能恢复Neura-2a-tau细胞对胰岛素敏感性的作用;这可能也与SCR-1693增加PP1/PP2A激活有关。侧脑室注射低剂量链脲霉素(i.c.v.-STZ)会引起大鼠认知功能发生障碍，其脑部病理特征与AD极为相似，包括tau发生超磷酸化、产生胰岛素抵抗（胰岛素信号下降）、突触受损、脑胶质化病变等，是典型的散发性AD (sporadic AD，SAD)模型。灌胃给予SCR-1693后，能剂量依赖性地改善i.c.v.-STZ大鼠在Morris水迷宫隐台试验中逃避潜伏期和提高撤台试验中原平台保留时间，即能够恢复i.c.v.-STZ大鼠的学习和记忆能力。对大鼠海马组织匀浆生化检测发现，SCR-1693能剂量依赖性地恢复胰岛素下游的IRS-1-Akt信号，抑制GSK-3β激活;同时提高PP1和PP2A的激活;降低海马组织tau超磷酸化水平，减少脑组织胶质化标志物GFAP水平，恢复与记忆形成密切相关的突触后蛋白PSD-95蛋白水平。 综上，SCR-1693能够同时靶向AChE和VGCCs，调节与Aβ和tau相关的AD病理，改善FAD和SAD动物的学习和记忆功能。对于尚无治疗药物的AD来说，SCR-1693是一个比较有前景的治疗AD的候选药物1。
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