巴澤多昔芬通過抑制蛋白二硫鍵異構酶PDI介導的NOS二聚化發揮強效神經保護作用:抗鐵死亡新機制

《Cell Communication and Signaling》:Strong protection by bazedoxifene against chemically-induced ferroptotic neuronal death in vitro and in vivo

【字體: 時間:2025年05月08日 來源:Cell Communication and Signaling 8.2

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  本研究針對鐵死亡(ferroptosis)在神經退行性疾病中的關鍵作用,揭示了選擇性雌激素受體調節劑巴澤多昔芬(BAZ)通過靶向抑制蛋白二硫鍵異構酶(PDI)的催化活性,顯著降低NOS二聚化及NO/ROS積累,從而在體外和體內模型中有效保護海馬神經元免受化學誘導的鐵死亡損傷。該發現不僅闡明了BAZ的雌激素受體非依賴性神經保護機制,更為開發新型PDI抑制劑治療阿爾茨海默病等神經退行性疾病提供了理論依據。

  

在神經退行性疾病和腦損傷研究中,鐵死亡(ferroptosis)作為一種鐵依賴性的程序性細胞死亡形式日益受到關注。這種由谷胱甘肽(GSH)耗竭和脂質過氧化驅動的死亡方式,與阿爾茨海默病、帕金森病等疾病密切相關。然而,目前針對鐵死亡的神經保護策略仍存在靶點單一、機制不清等局限。香港中文大學(深圳)的研究團隊在《Cell Communication and Signaling》發表的研究,首次揭示了臨床抗骨質疏松藥物巴澤多昔芬(bazedoxifene, BAZ)通過全新機制發揮強效神經保護作用。

研究采用表面等離子共振(SPR)、細胞熱轉移實驗(CETSA)等技術證實BAZ能以納摩爾級親和力結合PDI;通過分子對接和動力學模擬發現BAZ與PDI-His256形成關鍵氫鍵;運用胰島素聚集實驗和RNase A重折疊實驗證明BAZ可同時抑制PDI的還原酶和氧化酶活性。在HT22海馬神經元細胞中,BAZ(250-500 nM)完全阻斷erastin/RSL3誘導的鐵死亡,并通過抑制iNOS/nNOS二聚化降低NO和ROS水平。紅藻氨酸(kainic acid)小鼠模型顯示,BAZ(3 mg/kg)治療顯著改善記憶缺陷并減少海馬CA3區神經元死亡。

"BAZ預防erastin誘導的鐵死亡和NO/ROS積累"部分顯示,BAZ(1 μM)使erastin處理的HT22細胞存活率從40%恢復至100%,同時逆轉GPX4下調及PTGS2/ACSL4上調。流式細胞術證實BAZ可降低80%的脂質ROS(C11-BODIPY檢測)和線粒體ROS(MitoSOX檢測)。"BAZ與PDI的生化分析"揭示BAZ與PDI結合Kd=3.3 nM,ITDRCETSA顯示32 μM BAZ可使PDI熱穩定性提高3.5℃。"計算模擬PDI-BAZ結合相互作用"發現BAZ在還原型PDI中與His256形成穩定氫鍵(MD模擬持續43.1 ns),而突變體PDI-Ala256則喪失該相互作用。

這項研究不僅首次闡明BAZ通過靶向PDI-His256抑制NOS/NO通路發揮神經保護作用,還發現其雙重抑制PDI氧化還原活性的獨特機制。相較于傳統鐵死亡抑制劑,已獲批臨床的BAZ具有更好的轉化潛力,為神經退行性疾病治療提供了新策略。更值得注意的是,PDI作為脂質代謝關鍵蛋白的調控作用,可能解釋BAZ在臨床觀察到的降脂效應,這為開發"一藥多效"的神經-代謝綜合治療方案提供了新思路。

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