文献速递：NaV1.6通道或成为阿尔茨海默病治疗新靶点

关于阿尔茨海默病（AD）的众多研究主要集中在淀粉样蛋白β（Aβ）及其累积的问题上，关于Aβ与离子通道之间相互作用的研究是相对较少的。在《科学报告》（Scientific Reports）上公布的一项有趣的研究，揭示了一种特定类型的电压门控钠通道（NaV）与阿尔茨海默病神经元过度激活之间存在的密切关联。此项研究不仅让人们对 NaV 通道的作用有了新的认识，同时也为潜在的治疗干预措施开辟了一条大有可为的途径，从而有助于对抗阿尔茨海默病（AD）的初期阶段。

Aβ与NaV1.6之间有怎样的联系？

在寻找答案的过程中，研究团队将他们的研究焦点转移到了电压门控钠通道上。这些通道与海马神经元在阿尔茨海默病（AD）中的过度活跃以及癫痫发作频率的上升有着密切的关联。研究团队采用了暴露于淀粉样蛋白-β1-42（Aβ1-42）寡聚体（AD的标志）的原始海马神经元，踏上了揭示神经元过度激活之谜的研究之旅。研究团队采用了两种独te的体外实验模型来模拟淀粉样病理：一种是通过合成Aβ1-42寡聚体对小鼠海马神经元原代培养物进行了24小时的处理，而另一种则是Tg2576小鼠海马神经元原代培养物。这种原代培养物能够内源性地产生Aβ1-42肽，并随着时间的推移在培养物中不断累积。他们还采用了钠通道阻断剂柠檬酸he豚毒素（TTX）（#T-550）来中断来自内源性NaV电流。

在将海马神经元暴露于Aβ1-42之后，用抗NaV1.6（SCN8A）抗体（#ASC-009）进行了Western印迹实验。实验结果表明，这些Aβ1-42寡聚体在24小时后开始积累，并有选择性地增加了NaV1.6通道的表达和活性（参见图1）。研究团队还用了抗SCN1A（NaV1.1）抗体（#ASC-001）和抗SCA2A（NaV1.2）抗体（#ASC-002）来研究这些蛋白质在Aβ1-42作用下的表达情况。他们观察到，NaV1.6的选择性上调在膜的去极化和尖峰频率的上升中扮演了关键角色，而这种尖峰频率的上升正是导致神经元死亡的主要原因。

为了验证他们的研究成果，研究团队选择了Tg2576小鼠胚胎作为研究阿尔茨海默病的小鼠模型。研究人员观察到，从这些小鼠体内提取的海马神经元表现出NaV1.6通道的选择性上调，但对NaV1.1和NaV1.2通道并无明显影响，与此同时，尖峰频率、膜去极化和电流密度也呈现上升趋势。

这些研究成果为Aβ1-42寡聚体与NaV1.6通道之间建立了关键的联系，巩固了该通道在海马神经元过度激活时的功能。

当暴露于Aβ1-42时，原代培养海马神经元中NaV1.6蛋白的活性和表达水平会选择性上调

图1.10-12DIV时Aβ1-42的暴露对原代海马神经元中的Na+电流的影响。（A）在对照条件下，以及在0.1μM、1μM和5μM Aβ1-42暴露24小时之后，记录原发性海马神经元Na+电流的代表性轨迹。（B）在对照条件下，以及在0.1μM、1μM、5μM Aβ1-42和5μM Aβ42-1的作用24小时之后，原发性海马神经元在-20 mV下记录的Na+电流密度的归一化。条形图上标注了每种实验条件下使用的细胞数，数值表示为 3 次独立实验的平均百分比 ± SEM。相较于对照组，*p＜0.05；相较于对照组，***p＜0.001；相较于0.1μM，^p＜0.05；相较于0.1和1μM，#p＜0.001。（C） 在对照条件下以及 5 μM Aβ1-42 作用 1 小时、12 小时、24 小时和 48 小时后，原发性海马神经元记录的 -20 mV 下 Na+ 电流密度的归一化。条形图上标注了每种实验条件下使用的细胞数量，数值以 3 次独立实验的平均值 ± SEM 的百分比表示。与对照组相比，***p < 0.001；与 1 小时相比，^p < 0.001；与 1 小时和 12 小时相比，#p < 0.001；与 24 小时相比，§p < 0.001。 (D) 原发性海马神经元在对照组条件下和 5 μM Aβ1-42（24 小时）后以无间隙模式记录的代表性电流描记图。(E) 在原代海马神经元中，对照条件下和 5 μM Aβ1-42（24 小时）后 Aβ1-42 对尖峰频率影响的定量分析。条形图上标注了每种实验条件下使用的细胞数，数值以 3 次独立实验的平均百分比 ± SEM 表示。与对照组相比，***P < 0.001。(F) 原代海马神经元在对照条件下和 5 μM Aβ1-42 （24 小时）后 Aβ1-42 对膜电位影响的定量分析。条形图上标注了每种实验条件下使用的细胞数，数值以 3 次独立实验的平均百分比 ± SEM 表示。与对照组相比，***P < 0.001。摘自 Ciccone, R. et al. Sci Rep9, 13592 (2019)。

NaV1.6 的表达与沉默
鉴于Aβ1-42与NaV1.6之间的关联已经被揭示，研究团队对其作用机制进行了深入演技，并研究了NaV1.6在Aβ1-42诱导的神经元兴奋性中所起的作用。为了实现这一目标，他们采用了NaV1.6 siRNA和茴香霉素进行处理，试图逆转电生理学上的变化。

这两种技术都显著地减少了Tg2576小鼠海马区域的Na+电流，有效地抑制了电生理学的变动（如尖峰频率和膜去极化的增加），甚至降低了自发动作电位的振幅和频率。

为了深入了解小鼠模型中的表达情况，研究团队采用了抗NaV1.6通道（#ASC-009）和抗微管相关蛋白（MAP2）来对组织神经元进行双重标记。在此，他们观察到，与WT神经元（图2A a-c）相比，NaV1.6在WT海马神经元的神经髓质和体节部分呈点状染色（图2A），而在Tg2576海马神经元（图2A d-f）部分则呈明显的髓周染色特征。他们还观察到，茴香霉素成功地逆转了Tg2576海马神经元中NaV1.6免疫活性的上升（参见图2A g-i）。

这些结果证实NaV1.6通道在Aβ1-42-触发的神经元过度激活过程中具有特定的作用。

茴香霉素处理可降低Tg2576海马神经元中NaV1.6免疫反应的增长

在图2.12 DIV时，Tg2576原代海马神经元在经过异霉素处理后，NaV1.6蛋白表达的免疫细胞化学的分析（Anti-Nav1.6（SCN8A）#ASC-009）。（A）免疫荧光共聚焦图像，显示WT（a-c）和Tg2576原发性海马神经元在无（d-f）或有（g-i）茴香霉素时的NaV1.6（绿色）和MAP2（红色）分布情况。a-i中的标尺：20μm。（B）定量分析：WT和Tg2576原发性海马神经元在有无茴香霉素的情况下，其脑室内NaV1.6阳性点。标尺:5μm。数据以3次独立实验中每组20个细胞的平均值±SEM表示。相较于WT，**p＜0.01；相较于Tg2576，#p的值＜0.001。摘录自Ciccone, R. et al. Sci Rep9, 13592 (2019)。

解开谜团
随着拼图的逐步完成，研究团队开始探索Aβ1-42寡聚体是如何增强海马神经元中NaV1.6的活性的。他们观察到，由于Aβ1-42低聚物和细胞内的累积，NaV1.6蛋白表达和功能活性选择性都有所提升。有趣的是，在Tg2576海马神经元里也观察到了这种上调，这进一步加强了Aβ1-42与NaV1.6通道的相互联系。

尽管关于Aβ1-42低聚物如何增强NaV1.6活性的具体机制尚不明确，但研究人员猜测，这可能涉及到基因转录的改变、蛋白质降解的减少或Aβ1-42与淀粉样前体蛋白（APP）等其他蛋白的相互作用，后者可能会影响NaV1.6通道向细胞膜的位置转移。

关于NaV1.6和AD的未解之谜
尽管研究的前景令人充满好奇，但仍存在未解之谜和需要解决的挑战。研究团队已经呈现了令人信服的证据，这些证据表明NaV1.6与阿尔茨海默病（AD）背景下神经元的过度兴奋有关。尽管如此，Aβ1-42低聚物提高NaV1.6活性的作用机制依然未知。了解这些机制对于开发靶向治疗药物至关重要。

Aβ1-42寡聚体与负责蛋白质降解的泛素系统之间的交互作用是一个引人注目的议题。观察结果显示，Aβ1-42寡聚体能够破坏泛素系统，从而导致阿尔茨海默病（AD）小鼠模型中蛋白质的降解减少。这种失调是否会导致NaV1.6的上调？深入探讨Aβ1-42与泛素系统间的纷繁复杂的联系，有可能揭示出更多的治疗靶点。

尽管这项研究主要关注NaV1.6在神经元过度激活中的作用，但其潜在的影响范围可能更为广泛。随着我们对阿尔茨海默病（AD）复杂性进一步了解，探究NaV1.6是否对突触功能障碍、神经炎症以及其他相关疾病的发生有所助益变得尤为关键。这些知识有可能为干预措施提供全新的路径。

NaV1.6：一个重要的新角色
这项研究不仅揭示了NaV1.6通道在阿尔茨海默病（AD）疾病中的功能，同时也为我们提供了可能的治疗方法。研究人员理论上能够通过靶向NaV1.6通道的上调和激活，来对抗阿尔茨海默病（AD）早期阶段海马的过度兴奋和随后出现的认知障碍。

值得强调的是，把这些研究成果应用到临床实践中是一项充满挑战的工作。研发特异性靶向 NaV1.6 的药物，同时避免脱靶效应，一直是全球药物药物研发科学家努力解决的问题在，其所能带来的潜在收益是非常庞大的。

这项研究的意义远不止于阿尔茨海默病（AD）。过度兴奋和神经元网络紊乱也是癫痫等其他神经系统疾病的特征。深入了解NaV1.6在这类疾病中的角色，可能会为神经科学带来更为深远的影响。

综合来看，这项研究让我们离了解阿尔茨海默病（AD）大脑的复杂运作更近了一步。科学家们通过揭示NaV1.6在Aβ1-42寡聚体引发的神经元过度激活中的核心角色，为未来的治疗提供了一个很有希望的靶点。尽管仍有大量的研究工作待完成，但这些新的发现为治疗阿尔茨海默病（AD）和其他神经系统相关疾病提供了新的方向，并确保了离子通道在研究中的核心地位。

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相关文献

Ciccone R, Franco C, Piccialli I, Boscia F, Casamassa A, de Rosa V, Cepparulo P, Cataldi M, Annunziato L, Pannaccione A. Amyloid β-Induced Upregulation of Nav1.6 Underlies Neuronal Hyperactivity in Tg2576 Alzheimer's Disease Mouse Model. Sci Rep. 2019 Sep 19;9(1):13592. doi: 10.1038/s41598-019-50018-1. PMID: 31537873; PMCID: PMC6753212.