癫痫是一种常见的慢性神经系统疾病,约三分之一的患者对靶向离子通道的抗癫痫药物(ASMs)无反应。颞叶癫痫(TLE)是最常见的耐药性癫痫类型,其发病机制与兴奋性和抑制性神经传递失衡密切相关。N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDAR)在癫痫的发病机制中扮演着关键角色,其过度激活与癫痫发作密切相关。然而,直接抑制NMDAR的药物常常伴随着严重的副作用,因此,寻找新治疗靶点和高效低毒药物已成为研究的热点。
2025年6月2日,中国医学科学院基础医学研究所许琪研究员团队在《Nature Chemical Biology》发表了一篇题为“Pharmacological inhibition of PSPH reduces serine levels and epileptic seizures”的论文。这项研究借助代谢组学、蛋白质组学、磷酸化修饰组学等跨学科手段,深入探讨了PSPH(磷酸丝氨酸磷酸酶)在癫痫中的作用机制。研究成功筛选出一种具有显著抗癫痫效果的PSPH抑制剂——Z218484536,给难治性癫痫患者带来了新的希望。青莲百奥为该研究提供了磷酸化修饰组学、定量蛋白组学检测及分析服务。
在实验中,研究小组通过对TLE患者、小鼠及食蟹猴TLE模型、原代星形胶质细胞进行分析,发现D-丝氨酸对KA诱导的急性癫痫极为关键。与正常对照组相比,TLE患者和KA诱导的TLE小鼠模型的海马组织中D-丝氨酸和L-丝氨酸水平显著升高。有实验证明,通过预注射D-丝氨酸能够缩短癫痫发作的潜伏期,而D-氨基酸氧化酶(DAAO)的应用则几乎完全抑制KA诱导的急性发作,表明D-丝氨酸在癫痫发作中发挥了重要作用。
进一步分析表明,星形胶质细胞是L-丝氨酸的主要来源,但在TLE模型小鼠的海马中并未表达丝氨酸消旋酶(SR),这通常表明它们可能只是L-丝氨酸的生产者。实验进一步揭示,星形胶质细胞通过ASCT1/2释放L-丝氨酸,被神经元摄取后转化为D-丝氨酸,最终通过Asc1释放来激活NMDARs。
磷酸丝氨酸磷酸酶(PSPH)被发现是调控L-丝氨酸合成的关键调节酶。研究结果显示,PSPH的敲除会显著降低细胞内外的L-丝氨酸水平,PSPH在TLE患者和模型小鼠海马区的表达异常升高。研究团队还证实,通过基因工程技术操控PSPH的表达,可以有效影响NMDAR的激活,从而为抗癫痫药物的开发提供了新的靶点。
通过高通量虚拟筛选(HTVS),研究人员从200多万种化合物中筛选出新型的小分子PSPH抑制剂Z218484536。该化合物能够特异性结合PSPH,并在癫痫模型中展现出良好的抗癫痫效果,分析表明其具有良好的药代动力学特征和安全性,进一步提升了其作为抗癫痫候选药物的前景。
在KA诱导的慢性TLE小鼠和食蟹猴模型中,Z218484536能够显著减少癫痫发作的频率,并在不同物种的实验中均能有效抑制癫痫活动,展现了其作为新型抗癫痫药物的转化价值。
总结来说,该研究揭示了D-丝氨酸及其前体L-丝氨酸在TLE中的重要作用,并证明降低星形胶质细胞来源的L-丝氨酸水平能够发挥抗癫痫效果。PSPH作为L-丝氨酸合成的关键调节酶,被证实是有潜力的抗癫痫治疗靶点。而Z6·尊龙凯时推出的Z218484536在小鼠和食蟹猴模型中展现出的良好抗癫痫效果和安全性,为TLE的治疗提供了具有前景的候选药物。