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点击上方“蓝字”关注我们吧！ 2024年国际帕金森病和运动障碍大会（MDS）于9月27日-10月1日在美国费城召开，作为该领域的最顶级会议，2024 MDS聚焦学术热点，汇聚前沿进展，为全球学者和参与者展示和交流领域内最新学术进展提供了极佳的平台。以下为今年MDS的重要进展，带您先睹为快！ 甲磺酸沙非胺与雷沙吉兰联合左旋多巴治疗中国帕金森病伴症状波动患者的匹配调整间接比较研究[1] Y. Tan, Q. Wei, P. Xu, E. Tao, L. Wang, C. Cattaneo, H. Shang, S. Chen(Shanghai, China) 目的 本研究旨在采用锚定匹配调整间接比较 (MAIC) 法，比较在帕金森病（PD）伴症状波动患者中甲磺酸沙非胺(即甲磺酸沙芬酰胺，以下简称沙非胺)与雷沙吉兰用于左旋多巴联合治疗的有效性和安全性。 背景 PD症状波动患者常需要左旋多巴联合B型单胺氧化酶抑制剂（MAO-BI）等药物治疗。雷沙吉兰是一种不可逆的MAO-BI，沙非胺同时具有MAO-BI和离子通道阻滞作用（MAO-BI plus）。然而，目前还没有沙非胺和雷沙吉兰的直接比较研究。 方法 患者个体数据（IPD）来自XINDI研究（沙非胺50mg-100mg/天），汇总数据（AD）来自Zhang研究（雷沙吉兰1mg/天）。采用锚定MAIC方法，根据年龄、性别、BMI和“关”期时间等对IPD进行加权匹配。主要结局指标是每日“关”期时间变化。次要结局指标是UPDRS III、PDQ-39总分等变化。安全性结局包括AEs、SAEs和因AEs停药的发生率。匹配后，首先利用加权协方差模型计算主要结局指标的最小二乘均数。模型中以研究中心和疗法作为固定因子，将基线“关”期时间作为协变量。其次，采用Bucher法计算相对有效性（MD）和安全性（OR）差异。 结果 经匹配后，IPD的有效样本量是271（表1）。作为左旋多巴的联合治疗，与雷沙吉兰1mg相比，沙非胺100mg将每日“关”期时间进一步缩短了0.7小时（MD = -0.7, 95% CI: -1.40, -0.02, p＜0.05）。在改善UPDRS III评分方面，沙非胺也比雷沙吉兰更有效（MD = -2.9, 95% CI: -5.28, -0.52, p＜0.05）。在PDQ-39总分、日常生活行为评分、精神健康评分、身体活动评分和屈辱感评分方面，尽管结果无统计学差异，但沙非胺组在数值上均优于雷沙吉兰组，有优于雷沙吉兰的趋势。不良事件发生率（OR = 1.6, 95% CI: 0.83, 3.19）、严重不良事件发生率（OR = 1.1, 95% CI: 0.21, 6.14）和因不良事件停药率（OR = 0.7, 95% CI: 0.14, 3.28）方面均无明显差异（表2）。 结论 在中国PD患者中，作为左旋多巴的联合治疗，沙非胺与雷沙吉兰相比可进一步减少运动波动，改善运动症状，安全性相似。 商慧芳教授莅临现场，与其他的参会老师共同交流分享本研究的精彩内容 帕金森病中GABA和谷氨酸的改变与运动执行功能障碍有关:一项7T-MRS研究[2] D. Su, N. Wei, R. Yan, Z. Zhang, T. Feng (Beijing, China) 目的 利用7T-质子磁共振波谱(MRS)技术探讨帕金森病(PD)患者和PD前驱期初级运动皮质(M1)可能的代谢改变。 背景 谷氨酸和γ-氨基丁酸（GABA）能失调加剧兴奋性毒性并破坏运动回路，两者都会促进帕金森病的病理进展。M1对运动执行功能至关重要。了解M1中的GABA和谷氨酸失调如何导致PD运动执行功能障碍，对于开发靶向治疗以减缓疾病进展至关重要。7T-MRS在量化GABA和谷氨酸水平方面具有优势，有助于精确评估PD患者的神经递质改变。 方法 纳入17例PD患者、16例健康对照者（HC）和10例特发性快速眼动期睡眠行为障碍(iRBD)患者。采用激励回波采集模式(STEAM)获取M1区的7T-MRS数据。利用LCModel软件定量测定代谢物包括谷氨酸(Glu)、GABA、N-乙酰天冬氨酸(NAA)、磷酸胆碱(PCho)和甘磷酸胆碱(GPC)浓度，并校正了脑脊液的部分体积效应。 结果 与HC相比，PD和iRBD患者M1皮层GABA显著降低(PD vs HC: 1.00±0.60 vs 1.66±0.49, p=0.003; iRBD vs  HC: 1.04±0.20, p=0.005)。与iRBD相比，PD患者M1皮层中GABA的绝对浓度和实际浓度均呈下降趋势，但差异未达到统计学意义。iRBD中PCho+GPC的浓度明显低于HC (iRBD vs HC: 2.30±0.25 vs 2.78±0.53, p=0.045)和PD (PD vs 前驱期PD: 2.94±0.59 vs 2.30±0.25, p=0.009)。Glu浓度与UPDRS III总评分(r=0.53, p=0.037)和患侧UPDRS III评分(r=0.56, p=0.025)呈显著正相关。NAA+NAAG绝对浓度(r=0.58, p=0.019)和Glu+Gln绝对浓度(r=0.52, p=0.037)与UPDRS III总分呈显著正相关。 结论 这些发现可能有助于揭示PD运动执行功能障碍的代谢机制。PD运动执行功能障碍可能与神经递质传递和脑能量代谢紊乱有关。 中国人群中帕金森病发病年龄的遗传修饰因素[3] H. Pan, L. Liu, J. Guo, B. Tang, Y. Zhao (Changsha, China) 目的 本研究旨在通过全基因组关联分析和基因负担测试，在中国人群中发现帕金森病(PD)发病年龄(AAO)的新遗传修饰因子，包括常见变异和罕见变异。 背景 PD是一种复杂的神经退行性疾病，以运动和非运动症状为特征，AAO在个体之间差异很大。影响PD AAO的遗传因素的研究至今仍然非常有限，特别是在非欧洲血统人群中罕见的遗传变异。 方法 采用全基因组测序(WGS)、全外显子组测序(WES)和靶向测序(TRS)对4个队列的14393名中国PD患者的数据进行了综合分析。进行全基因组关联研究(GWAS)和罕见变异负担测试，以确定与PD AAO相关的遗传修饰因子。此外，计算了基于PD风险位点的多基因风险评分(PRS)，并将其与AAO相关[图1]。 结果 本研究发现了一个与PD较早发病相关的新的位点。此外，发现一个基因的罕见变异影响PD AAO。基于PD风险位点的PRS与AAO呈负相关，提示PD风险与AAO具有相似的遗传结构。 结论 本研究提高了对影响中国人群PD AAO的遗传决定因素的认识。新的基因修饰的识别为PD发病的生物学机制提供了依据，并可能为个体化治疗策略提供信息。但仍需要进一步的功能研究来验证这些基因修饰因子在PD发病机制中的作用。 帕金森病患者症状波动的特征和早期症状波动[4] J. Lee, J. Ferreira, H. Ma, J. Rocha, B. Jeon (Seoul, Republic of Korea) 目的 了解韩国帕金森病(PD)患者症状波动的特征和早期症状波动。 背景 虽然PD患者在就诊时可能处于最佳临床状态，但是获取潜在的波动特征也是至关重要的。 方法 对韩国ADOPTION研究中PD患者的日记和早期症状波动进行分析。患者的24小时日记数据以每小时为单位进行评估。睡眠和开/关波动以小时为单位进行描述。 结果 169例随机分组的患者均被纳入分析。大部分患者睡眠时间(定义为每小时睡眠超过50%)发生在晚上10点至早上6点[图1A]。在清醒的时间内(早上6点到晚上10点)，观察到三个开/关过渡时期 [图1A和图1B]，这一波动模式与大多数患者每天服用三次左旋多巴方案所一致。在校正睡眠时间后，平均“关”期约占每日清醒时间的23%;“开”期在每日清醒时间的42%-92%之间;在开/关过渡时期中“开”期持续时间相似，夜间的过渡期中“开”期持续时间较短[图1A和图1B]。 结论 在韩国ADOPTION研究中，尽管接受最优的抗PD治疗，患者平均“关”期时间约占每日清醒时间的23%。了解症状波动的特征有助于临床医生进行充分的临床评估和优化治疗策略。 帕金森病临床亚型、生物标志物和疾病进展中的性别差异[5] SM. Fereshtehnejad, H. Azizi, J. Lökk, Y. Zeighami (Toronto, Canada) 目的 探讨帕金森病(PD)的临床亚型、生物标志物和进展过程在性别上的差异。 背景 PD是一种异质性神经退行性疾病，其临床表现和进展过程因病例而异。美国国立卫生研究院强调了生物性别作为进一步研究的关键变量的重要性，它在PD的异质性中具有潜在的作用。 方法 从帕金森病进展标志物研究(PPMI)队列中检索421例(276名男性，145名女性)新发PD患者的数据，包括运动和非运动表现以及生物标志物的广泛纵向数据。采用多域子类型方法，将PD人群分为三个亚型:“轻度运动障碍为主”、“中度”和“弥漫性重度障碍”。平均随访时间为7.7 (SD=3.5)年。我们比较了两种性别之间运动、非运动和整体复合结局(GCO)的纵向进展过程，以及基线脑脊液、血清和影像生物标志物。我们使用针对基线年龄校正的混合效应模型来评估所关注结局的纵向轨迹在性别间的差异。 结果 发病年龄在男性和女性之间没有差异(60.2岁 vs 61.6岁，p=0.187)。“弥漫性重度障碍”亚型在男性中更常见(14.9% vs 9.7%，p=0.019)。男性在运动症状(UPDRS-III增加0.6分/年，p<0.0001)、非运动症状(UPDRS-I增加0.2分/年，p<0.0001)和GCO (z-score增加0.05分/年，p<0.0001)方面的进展更快(图1)。在生理上为男性的个体中，发现血清IGF-1水平较高(141.5 vs 128.0, p=0.017)， 脑脊液淀粉样蛋白-β水平较低(363.1 vs 384.3, p=0.042)， 脑脊液NfL水平较高(108.1 vs 91.2, p=0.041)。 结论 本研究在临床亚型、各种生物标志物和PD的进展过程中证明了显著的性别差异。生物学特征上，男性患者更容易表现为“弥漫性重度障碍”亚型，且在运动和非运动特征上的进展更快。血浆和脑脊液生物标志物的变化支持了这些临床差异。 参考文献 Y. Tan, Q. Wei, P. Xu, E. Tao, L. Wang, C. Cattaneo, H. Shang, S. Chen. A matching-adjusted indirect comparison of efficacy and safety for safinamide versus rasagiline as adjunctive treatment to levodopa in Chinese patients with Parkinson’s disease [abstract]. Mov Disord. 2024; 39 (suppl 1). https://www.mdsabstracts.org/abstract/a-matching-adjusted-indirect-comparison-of-efficacy-and-safety-for-safinamide-versus-rasagiline-as-adjunctive-treatment-to-levodopa-in-chinese-patients-with-parkinsons-disease/.Accessed September 28, 2024. D. Su, N. Wei, R. Yan, Z. Zhang, T. Feng. The alteration of GABA and glutamate in Parkinson’s disease is related to motor executive dysfunction: a 7T-MRS study [abstract]. Mov Disord. 2024; 39 (suppl 1). D. Su, N. Wei, R. Yan, Z. Zhang, T. Feng. The alteration of GABA and glutamate in Parkinson’s disease is related to motor executive dysfunction: a 7T-MRS study[abstract].MovDisord.2024;39(suppl1).https://www.mdsabstracts.org/abstract/the-alteration-of-gaba-and-glutamate-in-parkinsons-disease-is-related-to-motor-executive-dysfunction-a-7t-mrs-study/.Accessed September 29, 2024. H. Pan, L. Liu, J. Guo, B. Tang, Y. Zhao. Genetic Modifiers of Age at Onset for Parkinson’s Disease in Chinese Population [abstract]. Mov Disord. 2024; 39 (suppl1).https://www.mdsabstracts.org/abstract/genetic-modifiers-of-age-at-onset-for-parkinsons-disease-in-chinese-population/.Accessed September 29, 2024. J. Lee, J. Ferreira, H. Ma, J. Rocha, B. Jeon. Characterisation of the Pattern of Daily Motor Fluctuations in Patients with Parkinson’s Disease and Early Motor Fluctuations: Findings from the Korean ADOPTION Study [abstract].MovDisord. 2024;39(suppl1).https://www.mdsabstracts.org/abstract/characterisation-of-the-pattern-of-daily-motor-fluctuations-in-patients-with-parkinsons-disease-and-early-motor-fluctuations-findings-from-the-korean-adoption-study/. Accessed September 29, 2024. SM. Fereshtehnejad, H. Azizi, J. Lökk, Y. Zeighami. Sexual Dimorphism in Clinical Subtypes, Biomarkersand Disease Progression of Parkinson’s Disease[abstract].MovDisord.2024;39(suppl1).https://www.mdsabstracts.org/abstract/sexual-dimorphism-in-clinical-subtypes-biomarkers-and-disease-progression-of-parkinsons-disease/. Accessed September 28, 2024. 提示：本材料仅供医疗卫生专业人士进行医学科学交流，不用于推广目的。

引言 人脑是极其复杂的器官，包含数千亿个细胞，其功能和结构多样性至今仍未完全理解。近年来，单细胞技术的快速发展极大地推动了我们对大脑细胞类型和功能的认识。然而，要深入理解大脑细胞的异质性，需要包括大量供体和多个大脑区域的研究。通过整合不同来源的单细胞数据，可以揭示稀有细胞类型和跨区域的细胞异质性。 8月2日Nature Medicine的研究报道“A brain cell atlas integrating single-cell transcriptomes across human brain regions”，介绍了一个全面的大脑细胞图谱——脑细胞图谱(Brain Cell Atlas)，它结合了70个人类和103个小鼠研究中的单细胞数据，覆盖了主要发育阶段和大脑区域，总共涉及超过2630万个细胞或细胞核。通过机器学习算法，该图谱提供了一致的细胞类型注释，并展示了在人类大脑中推测的神经祖细胞(neural progenitor cells, NPCs)和高表达PCDH9的微胶质细胞(PCDH9high microglia)的识别。研究人员展示了PCDH9high微胶质细胞在海马和前额叶皮质之间的基因调控差异，并阐明了细胞间的通信网络。脑细胞图谱为比较不同环境和条件下的大脑细胞提供了一个整合资源。 自从170多年前，美国铁路工人菲尼亚斯·盖奇(Phineas Gage)的事故首次揭示了特定大脑区域对某些功能的重要性以来，研究人员通过各种研究努力理解大脑区域、细胞及其功能。尤其是在过去十年中，单细胞技术的迅猛进展加速了神经元细胞类型的发现，为区域微环境和谱系特化提供了新的见解。像人类细胞图谱(Human Cell Atlas)、人类生物分子图谱计划(HuBMAP)、BICCN和艾伦脑图谱(Allen Brain Atlas)这样的联盟积累了大量数据，提供了大规模的人类大脑细胞参考图谱。 尽管有一些例外，目前大多数研究都局限于单一区域、小部分细胞或特定疾病，并通过分离的数据集进行存档，这导致了一些与疾病和发育过程相关的细胞类型或细胞状态尚未被探索。整合来自各种数据集的数据可能丰富这些细胞类型的信息，从而带来重要发现，包括不同年龄段的神经发生(neurogenesis)、稀有细胞的发现、区域异质性及细胞类型对神经退行性疾病的贡献。 脑细胞图谱整合了70项研究中的1130万个人类细胞和103项研究中的1500万个小鼠细胞，覆盖了几乎所有主要的大脑区域，包括健康和疾病状态。该研究展示了脑细胞图谱在发现成人中的推测神经祖细胞和理解微环境驱动的微胶质细胞差异中的应用。这个图谱将作为研究大脑细胞和功能的重要资源，提升我们对神经元过程和神经退行性疾病的理解。 人类大脑是由无数种细胞组成的复杂器官，其功能和结构的多样性至今仍未完全了解。单细胞RNA测序(single-cell RNA sequencing, scRNA-seq)技术的快速发展，为研究大脑细胞的异质性和特定区域的功能提供了前所未有的机会。然而，由于个体差异、不同研究的技术方法和数据质量的差异，整合多个数据集以获得一致的细胞类型注释仍然面临巨大挑战。该研究通过整合70项人类和103项小鼠大脑研究中的单细胞数据，创建了一个全面的大脑细胞图谱，为研究大脑的复杂性和多样性提供了宝贵资源。 研究人员收集了70个人类大脑研究和103个小鼠大脑研究的单细胞转录组数据。数据来自GEO、CELLxGENE、UCSC基因浏览器、ArrayExpress等数据库 。对原始数据进行质量控制，包括去除低质量细胞、双重细胞(doublets)和线粒体含量过高的细胞 。 使用七种监督机器学习方法(ACTINN, scArches, CHETAH, scmap, SingleCellNet, SingleR, scPred)以及自建工具scAnnot对细胞进行重新注释 。通过scANVI模型进行多层次细胞类型注释，从而在不同分辨率下训练和应用机器学习模型，识别主要细胞类型和特定细胞类型 。 为了解决批次效应和技术噪声问题，研究人员采用了整合后的数据进行差异表达分析 。使用edgeR程序对汇总计数数据进行分析，模型中包括了生物因素和协变量以减少批次效应的影响 。 脑细胞图谱中样本的多样性和广泛覆盖（Credit: Nature Medicine） 样本类型的比例：脑细胞图谱中的样本类型按比例分布，成人样本占80.6%，胎儿样本占22.0%，类器官样本占8.6%，肿瘤样本占2.3%。 细胞数量与年龄分布：不同年龄段的细胞数量分布，从胎儿期的6周到成人80岁以上，详细展示了不同发育阶段和年龄组的细胞数量。 供体性别比例：成人样本中，女性供体占24.6%，男性供体占70.7%，性别信息不明的占少数。胎儿样本中，女性供体略多于男性供体，性别不明的占多数。 健康与疾病状态的细胞数量：大多数样本来自健康供体，少数样本来自各种疾病状态，包括阿尔茨海默病、癫痫、胶质瘤、肌萎缩侧索硬化症、重度抑郁症、自闭症、帕金森病和多发性硬化症。 主要大脑区域的细胞数量分布：样本覆盖了主要的大脑区域，包括额叶、顶叶、枕叶、颞叶、小脑、脑干和边缘系统等。海马区样本数量最多，其次是前额叶皮质、枕叶和基底神经节。 大脑细胞图谱概览 该资源包括来自14个主要大脑区域和30个亚区域的1130万个成人细胞和来自103个小鼠研究的1500万个细胞 。 人类大脑数据按样本来源分类为成人(8062832个细胞)、胎儿(2203728个细胞)、类器官(861169个细胞)和脑肿瘤(234295个细胞) 。 scAnnot工具在细胞类型注释中的高准确性和多层次分类能力（Credit: Nature Medicine） scAnnot工具的层次细胞注释模型：介绍了scAnnot工具的层次分类模型。该模型基于scANVI算法，将细胞按层次进行分类。第一层分类将细胞分为广义细胞类型，第二层则进一步细化分类。 第一层细胞类型预测的准确性：展示了第一层细胞类型预测的热图，行表示已报道的细胞类型，列表示scAnnot预测的细胞类型。颜色越深表示预测准确性越高。 第二层细胞类型的训练和验证准确性：用条形图显示第二层细胞类型的训练和验证准确性。X轴表示广义细胞类型，Y轴表示预测准确性，蓝色和橙色条分别代表训练和验证的准确性。 已报道和预测的第一层细胞类型的UMAP可视化：使用UMAP可视化已报道和scAnnot预测的第一层细胞类型。颜色表示不同的细胞类型。 特征基因的表达水平：展示了不同细胞类型的特征基因表达水平的叠加小提琴图。Y轴表示基因表达水平，X轴表示基因名称，不同行表示不同细胞类型。 第二层scAnnot预测的细胞类型UMAP可视化：使用UMAP可视化第二层scAnnot预测的细胞类型，展示了更细化的细胞类型分类。 成人海马区的推测神经祖细胞(NPCs) 通过标记基因识别、免疫染色、基因模块评分、轨迹推断和跨物种比较等方法，研究人员推测在成人海马区存在神经祖细胞 。 推测的NPCs表达增殖神经祖细胞的分子标志物，例如SOX2、NES、ASCL1等 。 高表达PCDH9的微胶质细胞(PCDH9high Microglia) 在整合的数据中识别出在前额叶皮质和海马区高表达PCDH9的微胶质细胞，表现出促炎症表型和吞噬髓鞘碎片的潜力 。 这些PCDH9high微胶质细胞在基因表达和功能上与其他微胶质细胞存在显著差异 。 前额叶皮质和海马区的细胞间通信模式存在显著差异，这些差异可能与各自的功能和微环境特性相关（Credit: Nature Medicine） 细胞间通信网络示意图：该图展示了前额叶皮质和海马区内神经发生微环境中细胞间通信网络的概览。通过CellChat程序分析了细胞间可能的配体-受体相互作用。 通信通路的数量和分布：展示了60条通信通路（980个基因）参与了神经细胞环境的细胞-细胞通信网络构建。其中包括45条保守的通信通路，12条前额叶皮质特异的通路和3条海马特异的通路。 前额叶皮质和海马区的细胞间通信强度：使用二维空间图展示了前额叶皮质和海马区内细胞间通信的发送和接收强度的变化。显示了在两个脑区内，不同细胞类型之间通信强度的差异。 前额叶皮质和海马区特异的信号通路：分析表明，海马区的微胶质细胞（PCDH9high）显示了特异性的信号变化，主要体现在NRG、CADM、NEGR和Laminin通路的特异变化中。 配体-受体对的具体细胞发送和接收情况：详细列出了在海马区，十个发送细胞通过NRG、CADM、NEGR和Laminin通路与微胶质细胞（PCDH9high）进行通信。这些发送细胞包括少突胶质细胞前体细胞、成纤维细胞、内皮细胞、GABA能神经元和谷氨酸能神经元等。 前额叶皮质和海马区的差异信号传递：展示了两脑区在细胞-细胞通信网络中差异信号传递的具体变化。前额叶皮质中的微胶质细胞（PCDH9high）表现出高度的促炎性和吞噬状态，而海马区的这些细胞则更多地参与调节突触可塑性 该研究展示了一个覆盖多个大脑区域和发育阶段的大脑细胞图谱，提供了一致的细胞类型注释。这一图谱揭示了成人海马区推测神经祖细胞和区域特异性微胶质细胞的异质性，为未来研究大脑功能和疾病机制提供了重要资源。 整合大规模数据集的过程中，处理批次效应和减少技术噪声仍然是主要挑战。然而，通过建立一个统一的大脑细胞参考图谱，我们能够更好地理解大脑细胞的多样性和区域特异性，为探索未解之谜和开发新疗法提供了基础。 参考文献 Chen X, Huang Y, Huang L, Huang Z, Hao ZZ, Xu L, Xu N, Li Z, Mou Y, Ye M, You R, Zhang X, Liu S, Miao Z. A brain cell atlas integrating single-cell transcriptomes across human brain regions. Nat Med. 2024 Aug 2. doi: 10.1038/s41591-024-03150-z. Epub ahead of print. PMID: 39095595. https://www.nature.com/articles/s41591-024-03150-z 责编|探索君 排版|探索君 转载请注明来源于【生物探索】 End 往期精选 围观 一文读透细胞死亡(Cell Death) | 24年Cell重磅综述（长文收藏版） 热文 Cell | 是什么决定了细胞的大小？ 热文 Nature | 2024年值得关注的七项技术 热文 Nature | 自身免疫性疾病能被治愈吗？科学家们终于看到了希望 热文 CRISPR技术进化史 | 24年Cell 综述

脑卒中，有着一个更为人熟知，也更让人恐惧的名字：中风。据统计，全世界每年有超千万人罹患脑卒中，其中死亡人数高达500多万。 40年以来，神经科学家们一直认为谷氨酸过度激活N-甲基-D-天冬氨酸受体（NMDAR）介导的神经元超兴奋和死亡是主要的病理事件，因此，科研人员不断地尝试用拮抗谷氨酸结合NMDAR的小分子药物堵死神经兴奋毒性的大门。 近日，上海交通大学医学院附属第六人民医院殷善开/时海波研究团队在缺血性神经损伤研究领域取得突破性进展。相关研究成果于2024年7月10日发表于《自然》（Nature）杂志。 上海市第六人民医院院长、上海交通大学耳鼻咽喉研究所所长殷善开告诉上海科技，此次研究的主要发现：谷氨酸与酸敏感离子通道（后文简称为“酸通道”）的结合，可能会引起更剧烈的神经毒性作用。 “在前期的系列实验中，我们已经证实了合成的小分子化合物具有显著的拮抗缺血性脑卒中的效果。该化合物有望在未来3至5年内进入人体实验阶段。” 上海市第六人民医院耳鼻咽喉头颈外科主任医师时海波介绍，此次研究显示，在缺血缺氧引发的兴奋毒性中，谷氨酸不仅作用于它原本的受体NMDAR，还意外地打开了酸通道的大门。并且团队还进一步找到了谷氨酸与酸通道结合的具体位点，“我们通过计算机模拟技术找到了几个可能的结合位点，并把这些可能的位点进行基因点突变，并利用基因转染和电生理技术精准定位最关键的结合位点。此外，我们还合成了一种新型小分子化合物，它能够特异性地与谷氨酸竞争，抢占酸通道结合位点，从而阻止谷氨酸与酸通道的结合，实现神经保护作用。” 从做一把“钥匙”到直击“幕后BOSS” “早在40年前《Science》杂志就报道了阻断NMDA受体可保护脑缺血性损伤，但我们现在发现，事实可能远不止如此。”上海市第六人民医院耳鼻咽喉头颈外科博士后赖轲说。赖轲也是此次成果的第一作者。 “谷氨酸就像一把钥匙，而其受体NMDAR则是与之匹配的锁。”时海波这样介绍谷氨酸与其受体的关系。“从前的科学家们想通过开发药物来堵塞这个锁孔，就像用东西塞住门锁一样，阻止门的开启，从而控制神经元的兴奋性。”但近百项临床试验显示，这些药物不仅未能阻止神经损伤，反而带来了新的副作用甚至导致了患者的死亡。 图注：如果将大脑比作一棵枫树，血管则是树干，是枫叶的供养来源，当局部枫叶受到霜雪以及光照的双重刺激时，这部分枫叶即可变红。类比本研究中缺血性脑损伤病理条件时，当局部血管梗阻引起脑组织缺血缺氧，H+（光照）以及谷氨酸（霜雪）浓度升高促进ASIC通道开放从而导致神经元坏死（变红）。 “ “这次我们研究的突破在于发现了谷氨酸的双重作用机制。”时海波比喻道，它的作用好比是“一石二鸟”，谷氨酸释放后，不仅激活了它的专属受体，还悄悄唤醒了背后的“大boss”——酸敏感离子通道。 ” 从“一个前所未有的发现”，开始不断追问 实验室里少有惊天动地，一个里程碑式的成果往往潜藏在那些微小的数据波动之中，潜藏在研究者对那些偶然闪现的细微线索的敏锐捕捉与不断追问里。 “脑组织在缺血缺氧后，常常伴随着酸中毒现象，这可能导致酸离子敏感通道的激活。那么谷氨酸受体及酸敏感通道之间是怎样的关系？谷氨酸跟酸通道之间是否存在着直接相互作用，从而诱发更为严重的神经细胞的超兴奋及死亡？”正是带着这些问题，殷善开/时海波团队开始了缺血性脑卒中神经细胞超兴奋和死亡机制的探索。 赖轲说，“谷氨酸结合到酸通道的关键位点是什么以及可能的拮抗药物是什么？当时，这个问题对于我们临床医学专业的研究人员来说是无从下手的。” 科研的自由探索充满不确定性，也会带来惊喜。 “ 在一系列电生理实验中，特别是在膜片钳实验里，赖轲观察到一种小分子化合物显著增强了酸通道的电流。“这是一个前所未有的发现，引起了我们的高度关注。”为了验证这一现象的真实性，团队开始利用计算机模拟等技术结合基础实验，进一步验证这个现象是否真实存在。 ” 回顾这段科研追问之旅，从200多万个化合物中筛选到2个符合研究目的的小分子化合物，从50多个酸通道的点突变体，最终确定1个谷氨酸与酸通道的关键结合位点……赖轲说，“我所能做的事情就是用科学的精神来做好实验的每一次记录操作。” “与传统理论上对谷氨酸作用的认识不同，此次研究成果带来一个理论上的创新，这是意料之中的突破，也是意外的惊喜。”殷善开说。 来源 | 上海科技