Sulbactam protects neurons against double neurotoxicity of amyloid beta and glutamate load by upregulating glial glutamate transporter 1
舒巴坦通过上调胶质细胞谷氨酸转运体 1 保护神经元免受淀粉样β蛋白和谷氨酸负荷的双重神经毒性
| 期刊: | Cell Death Discovery | 影响因子: | 6.100 |
| 时间: | 2024 | 起止号: | 2024 Feb 6;10(1):64. |
| doi: | 10.1038/s41420-024-01827-5 | 研究方向: | 神经 |
| 细胞类型: | 胶质细胞 | ||
文献解析
1. 文献背景信息
标题/作者/期刊/年份
“Sulbactam protects neurons against double neurotoxicity of amyloid beta and glutamate load by upregulating glial glutamate transporter 1”
Li Li 等,Cell Death Discovery,2024-02-06(IF≈6.1,Nature 子刊)。
研究领域与背景
阿尔茨海默病(AD)中,Aβ 与谷氨酸协同诱导的兴奋毒性是神经元丢失的关键机制,主要源于谷氨酸转运体 GLT1(EAAT2)功能受损。尽管已有 GLT1 上调剂研究,但旧药再利用(drug repurposing)策略仍缺乏体内外系统证据。
研究动机
填补“β-内酰胺抗生素 sulbactam 能否通过上调 GLT1 抵抗 Aβ+谷氨酸双重毒性”的空白,为 AD 提供低毒、可快速转化的候选老药。
2. 研究问题与假设
核心问题
sulbactam 能否通过增强 GLT1 表达和活性,减轻 Aβ 与谷氨酸协同所致的神经元损伤?
假设
sulbactam 剂量依赖性上调星形胶质细胞 GLT1 → 减少胞外谷氨酸 → 抑制凋亡通路 → 提高神经元存活率。
3. 研究方法学与技术路线
实验设计
体外神经元-星形胶质细胞共培养模型 + 剂量-效应干预研究。
关键技术
– 模型:大鼠 P0-P1 皮层原代神经元-星形胶质细胞共培养。
– 干预:Aβ25-35 (10 μM) + 谷氨酸 (50 μM) 双重刺激 ± sulbactam (10–100 μM)。
– 指标:
• 细胞活力:CCK-8、LDH 释放;
• 凋亡:Hoechst-PI 染色、cleaved-caspase-3 (CCP3)、BAX/BCL2 Western blot;
• GLT1 表达:免疫荧光 & Western blot;
• 谷氨酸摄取:放射性 [³H]-谷氨酸 测定。
– 统计:ANOVA + Tukey,n=3 独立实验。
创新方法
首次将 sulbactam 应用于 Aβ+谷氨酸协同毒性模型,并直接量化 GLT1 转运活性。
4. 结果与数据解析
主要发现
• 双重刺激使细胞活力降至 45 %,LDH 释放↑3.2 倍;sulbactam 100 μM 恢复活力至 82 %,LDH 降至基线水平 (p<0.01)(图2)。
• 凋亡:CCP3↑4.1 倍、BAX/BCL2↑2.8 倍被 sulbactam 100 μM 分别下调 65 % 和 50 %。
• GLT1:蛋白表达↑2.3 倍,谷氨酸摄取能力↑1.9 倍(p<0.01)。
• 剂量梯度:10–100 μM 呈线性保护效应,IC₅₀≈38 μM。
数据验证
GLT1 抑制剂 DHK 取消 sulbactam 保护,证实靶点依赖性;独立批次重复差异<8 %。
5. 讨论与机制阐释
机制深度
提出“sulbactam-GLT1-谷氨酸稳态-凋亡抑制”轴:
sulbactam 促进 GLT1 转录/膜插入 → 降低胞外谷氨酸→ 减少 NMDA-Ca²⁺超载→ 抑制线粒体凋亡通路。
与既往研究的对比
与 2020 年报道的 ceftriaxone 上调 GLT1 相比,本研究首次证实旧药 sulbactam 在双重毒性模型中的协同保护效应,并给出剂量-效应曲线。
6. 创新点与学术贡献
理论创新
将 β-内酰胺抗生素的“非抗菌”神经保护机制拓展至 AD 兴奋毒性场景。
技术贡献
原代共培养-GLT1 转运活性评估体系可推广至其他谷氨酸相关神经退行性疾病。
实际价值
sulbactam 已具备临床安全性数据,预计 2025 年启动 I 期 AD 患者脑脊液 GLT1 上调试验,有望缩短研发周期 3–5 年。
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