膽囊收縮素B受體(CCKBR)在內嗅皮層(EC)中表達,在記憶和學習中起重要作用。
2025年11月20日,北京大學/山東大學孫金鵬、香港城市大學賀菊芳、北京大學張勇、鐵璐、香港中文大學(深圳)杜洋、首都醫科大學唐毅共同通訊在Cell在線發表題為“Elucidating pathway-selective biased CCKBR agonism for Alzheimer’s disease treatment”的研究論文,該研究發現CCKBR-Gs和-Gq信號,而不是CCKBR-Gi信號,對阿爾茨海默病(AD)治療有益。
在臨床上,更嚴重的AD患者與更低的CCKBR-Gq活性相關。CCKBR與內源性激動劑硫酸化CCK8 (CCK8s)和3種不同G蛋白亞型復合物的冷凍電鏡(cryo-EM)結構揭示了不同的受體構象導致選擇性G蛋白偏向。利用這些結構上的見解,合理地開發了合成的CCKBR激動劑,包括Gi-偏向性激動劑(z-44)和Gq-偏向性激動劑(3r1)。值得注意的是,3r1通過改善5×FAD小鼠的認知衰退,減少淀粉樣β斑塊的數量,以及通過上調α-分泌酶(ADAM10)和鈣信號分子PLCB4促進長時程增強(LTP)來證明其治療潛力。該研究表明,靶向CCKBR-Gq信號的合成偏向激動劑具有治療AD的潛力。
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學習(通常指獲取知識)和記憶(保留信息的能力)是人腦的兩種基本功能,并由特定腦區中的神經遞質/神經肽信號調節。這些神經遞質/神經肽的耗竭或受體表達下降,尤其是在老年人中,可能導致記憶障礙。膽囊收縮素(CCK)是大腦中最豐富的神經肽之一,分布在新皮層、杏仁核、丘腦、海馬和內嗅皮層(EC)中。CCK參與神經傳遞和許多大腦功能的調節,如情緒、學習和記憶、焦慮和恐懼。重要的是,EC是富含CCK的大腦區域,它充當海馬和新皮層之間信息傳遞的中介。此外,EC中的大多數細胞都是CCK陽性的。CCK信號在學習和記憶中的重要性通過以下事實得到了強調:CCK基因敲除小鼠在被動回避任務中表現較差,并且在Morris水迷宮(MWM)測試中表現出受損的空間記憶。
之前的研究中,研究人員已經報告了EC在編碼和檢索聽覺皮層中的人工視覺-聽覺記憶痕跡方面發揮了重要作用,并且來自EC的CCK能神經元的激活誘導了長期增強(LTP)和神經可塑性。CCK和CCK B受體(CCKBR)之間的相互作用對于高頻刺激誘導的LTP至關重要,對于聲音-聲音聯想記憶(學習和記憶的一個重要方面)也很重要。大腦中有許多CCK變體肽可以激活多種G蛋白亞型信號,包括但不限于Gs、Gq和Gi,其中硫酸化CCK8 (CCK8s)變體最為豐富。
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機理模式圖(圖源自Cell)
值得注意的是,海馬體(EC)是大腦中最初出現神經纖維纏結和神經氈絲逐漸累積、明顯萎縮以及神經元損失的區域,這些是阿爾茨海默病(AD)早期階段的病理特征。在先前的行為學研究中,發現重復注射CCK8s能夠增強老年大鼠的空間學習與記憶能力。因此,推測外源性CCK8s通過補充CCK信號傳導可能對延緩AD進展具有有益作用。
在該研究中,研究人員調查了AD期間CCKBR活性的變化以及CCKBR激動劑給藥對AD發展的影響,分析了特定下游偏向信號途徑的貢獻,然后確定了與三種不同轉換器結合的CCK8s-CCKBR的結構。進一步的結構分析和藥理學分析揭示了CCKBR偏置信號的結構基礎,這有助于設計具有受體選擇性和強效的Vi和Gq偏置CCKBR激動劑。Gq偏向的CCKBR激動劑3 r1的應用,但Gi偏向的激動劑z-44的應用,對AD模型小鼠的學習和記憶障礙具有有益的影響。綜上所述,該研究首次揭示了CCKBR偏向性信號在AD治療中的潛力,所開發的Gq偏向性激動劑3r1具備更優的藥代動力學特性,為AD的精準治療開辟了新方向。
北京大學醫學部基礎醫學院博士后王佳樂、沙雪瑩博士,香港城市大學博士邵玥,山東大學基礎醫學院博士生張自豪,暨南大學黃深明教授,北京大學基礎醫學院林慧研究員以及香港中文大學(深圳)博士甘師儀為本文的共同第一作者。北京大學孫金鵬教授,香港城市大學賀菊芳教授,北京大學張勇教授,鐵璐副教授,香港中文大學(深圳)杜洋教授和北京宣武醫院唐毅教授為本文共同通訊作者。
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)01238-3
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