路易体病 (LBD) 是一组与年龄相关的神经退行性疾病，其特征是α-突触核蛋白 (α-syn) 在大脑特定区域异常积累和扩散，是仅次于阿尔茨海默病 (AD) 的第二大痴呆症常见病因。多项研究表明，p38丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 的改变可能参与痴呆症的神经变性过程，在四种p38 MAPK亚型中，p38α和p38β在大脑中广泛表达，与胶质细胞激活和促炎细胞因子的产生密切相关，但人们对中枢神经系统 (CNS) 中的p38γ知之甚少。p38γ与其他亚型的主要区别在于其结合PDZ结构域的能力，这对于突触上受体蛋白的锚定至关重要，且已经证明p38γ的底物确实包含多种突触蛋白。在路易体痴呆（DLB）患者大脑中，p38γ分布发生显着变化，脱离正常的突触分布，而是聚集在细胞体中并与α-syn沉积物共定位【1】。
靶向p38α的抑制剂已在AD动物模型和患者中进行了广泛测试，表明p38α抑制剂如VX-745可减少炎症和β-淀粉样蛋白 (Aβ) 诱导的神经毒性【2】。由于p38α的激活和p38γ的错误定位与DLB和帕金森症（PD）中的神经炎症和突触退化有关，因而人们假设p38α可能与这些疾病中的神经元p38γ分布和突触功能障碍存在一定的联系。
近日，来自NIH的Eliezer Masliah团队在Science Translational Medicine杂志上发表了一篇题为Inhibition of p38α MAPK restores neuronal p38γ MAPK and ameliorates synaptic degeneration in a mouse model of DLB/PD的文章，他们使用一种抑制p38α/β的化合物SKF-86002处理DLB/PD体外细胞模型和小鼠模型，发现可促进p38γ向突触的重新分布，并减少小鼠脑中α-突触核蛋白的积累、神经元丢失和运动缺陷。这些结果表明神经炎症、p38γ重新定位和突触退化之间存在联系，并为p38α调节剂在DLB/PD中的潜在作用提供了分子解释。
为了验证用p38抑制剂可能通过逆转p38γ的错误定位来改善DLB/PD模型中的突触神经退行性病理学的假设，作者首先对小鼠腹膜内注射不同浓度的SKF-86002，已知的p38的底物ATF2呈剂量依赖性降低，显著减少了人α-syn转基因小鼠（α-syn-tg）新皮质和海马的星形胶质细胞增生，而Tnf、Il-6、Il-13、Cxcl1和Ccl2等促炎细胞因子和趋化因子的表达显着增加，这些结果表明SKF-86002可以高浓度到达大脑，并通过抑制α-syn-tg小鼠的p38α来减少小胶质细胞神经炎症。
考虑到p38γ在DLB/PD模型和患者大脑中的错误定位，作者评估了抑制p38α是否会影响p38γ在神经元中的分布。免疫组化结果显示p38γ在α-syn-tg小鼠神经元细胞体中形成路易体 (LB) 样包涵体，而添加SKF-86002则能缓解这种现象，并能减轻新皮质、海马和纹状体区域内的α-syn阳性细胞数量。双重免疫标记分析显示在非α-syn-tg小鼠中p38γ与突触素共定位。但在α-syn-tg小鼠中显著降低了约40%，添加SKF-86002后得以恢复。
接下来，作者想知道SKF-86002是否会影响α-syn-tg小鼠的神经变性和行为缺陷。与非α-syn-tg小鼠相比，α-syn-tg小鼠的新皮质、海马和纹状体的NeuN阳性神经元数量减少了约40%，SKF-86002的治疗可以明显缓解这种情况。运动协调性由转杆实验确定，与非α-syn-tg小鼠相比，α-syn-tg小鼠表现出运动协调性障碍，但SKF-86002给药可以明显改善这种缺陷，线性回归分析表明，坠落前的潜伏期与α-syn积累量、神经元丢失和突触素免疫反应性相关，而SKF处理降低了这些相关性。在条件性恐惧测试中，α-syn-tg小鼠在点击刺激后反应减弱，给药能显示出反应改善的趋势。这些发现支持用SKF-86002治疗可改善神经变性，改善运动学习，并部分改善α-syn-tg小鼠的认知缺陷。
为了验证上述在α-syn-tg小鼠中发现的SKF-86002治疗效果，作者在有无SKF-86002的条件下体外培养健康供体和携带α-synA53T突变供体的前脑神经元和神经胶质细胞1或18小时。不同剂量的SKF-86002均能逆转胞体中p38γ积累和突触α-syn丢失，且能增加突触标记物突触素和Map2的表达水平。为了进一步研究p38α抑制在挽救突触和神经退行性病变方面的作用是通过对神经胶质细胞的抗炎作用还是通过对神经元的直接作用间接介导的，作者按下图所示流程获得小胶质细胞条件培养基 (MgCM)，将细胞与培养基共孵育后，利用CyQUANT测定法确定神经元细胞活力。与MgCM对照组相比，MgCM-αSCM（含α-syn的条件培养基）处理后神经元活力降低了约40%，这一神经毒性由SKF预处理小胶质细胞的培养基（MgCM-SKF-αSCM）完全缓解。需要注意的是，如果用MgCM-αSCM处理小鼠原代神经元细胞，在没有SKF的条件下会导致约50%的神经元丢失，即使添加SKF也不能恢复表型。这些发现说明p38α抑制的神经保护作用可能是由小胶质细胞的抗炎作用间接介导的，而不是由SKF对神经元的靶向作用介导的。
总的来说，这项工作证明p38α抑制剂SKF-86002的抗炎作用促进p38γ重新分布到突触，改善突触功能，提供了DLB/PD中p38α（介导神经炎症）和p38γ（介导突触功能）之间的机制联系，以及在DLB/PD中靶向该通路进行治疗的基本原理。
http://doi.org/10.1126/scitranslmed.abq6089
1. M. Iba, C. Kim, M. Sallin, S. Kwon, A. Verma, C. Overk, R. A. Rissman, R. Sen, J. M. Sen, E. Masliah, Neuroinflammation is associated with infiltration of T cells in Lewy body disease and α-synuclein transgenic models. J. Neuroinflammation 17, 214 (2020).
2. . P. Duffy, E. M. Harrington, F. G. Salituro, J. E. Cochran, J. Green, H. Gao, G. W. Bemis. Evindar, V. P. Galullo, P. J. Ford, U. A. Germann, K. P. Wilson, S. F. Bellon, G. Chen, P. Taslimi, P. Jones, C. Huang, S. Pazhanisamy, Y. M. Wang, M. A. Murcko, M. S. S. Su, The discovery of VX-745: A novel and selective p38α kinase inhibitor. ACS Med. Chem. Lett. 2, 758–763 (2011).
