研究人员发现了一种“缺失的环节”蛋白质 TIE2,它会促进大脑中危险血管异常的生长。这些异常被称为脑海绵状血管瘤 (CCM),影响多达二百人中就有 1 人,并可能导致中风、癫痫和出血。
研究表明,TIE2 充当两条主要信号通路(MEKK3 和 PI3K)之间的桥梁,导致这些“桑葚状”病变的形成。通过用现有的口服药物靶向 TIE2,研究人员成功地预防了小鼠新的病变,为患有无法手术的脑畸形患者提供了潜在的突破。
主要事实
- 桑葚病害:CCM 是脆弱的薄壁血管,如果出现症状或因其位置而无法手术,通常需要进行危险的手术。
- TIE2 发现:TIE2 是一种细胞表面受体,可以“增强”告诉血管异常生长的信号。人们发现它在人类和小鼠的 CCM 中都高度活跃。
- 精准医疗:此前,医生曾考虑阻断 PI3K 通路,但这些药物会引起严重的副作用,因为 PI3K 对整个身体至关重要。针对 TIE2 是“血管特异性”的,这意味着它可以在不破坏健康组织的情况下解决问题。
- 药物(瑞巴替尼):一种名为瑞巴替尼(rebastinib)的口服药物成功阻断了 TIE2,并在动物模型中阻止了 CCM 的发展。
来源:洛克菲勒大学出版社
宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院的研究人员发现,一种名为 TIE2 的细胞表面受体蛋白是驱动脑海绵状血管瘤 (CCM) 血管异常生长的两个关键信号通路之间缺失的环节。
该研究将于 3 月 27 日发表在实验医学杂志(杰姆),表明针对 TIE2 的药物可用于预防 CCM 的形成,如果不及时治疗,可能会导致脑出血、中风和癫痫发作。
CCM 是出现在中枢神经系统静脉和小静脉中的桑葚状血管病变,导致血管壁异常薄而脆弱。它们通常是由三个基因之一的突变引起的。
这些突变可以在家族内遗传,但也可以自发产生:CCM 可能发生在多达二百分之一的人中。一旦检测到,去除 CCM 的唯一方法是手术切除,但在许多情况下,它们在大脑内的位置可能导致它们无法手术。
引起 CCM 的突变会过度激活血管壁内皮细胞中的信号通路(称为 MEKK2-KLF2/4 通路)。最近的研究表明,这种过度激活会刺激涉及磷酸肌醇 3 激酶 (PI3K) 的第二条信号通路。
抑制 PI3K 通路的药物可以阻止小鼠 CCM 的形成。但由于 PI3K 通路在人体许多组织中至关重要,这些药物对人体有严重的副作用,并且在 CCM 的长期治疗过程中可能耐受性较差。
“确定内皮细胞如何增强 MEKK3-KLF2/4 通路下游的 PI3K 信号传导,可以确定一种更具血管特异性的治疗策略,用于长期抑制 CCM 生长,”宾夕法尼亚大学教授、该新研究的资深作者 Mark L. Kahn 说。杰姆学习。 “然而,增强 MEKK3-KLF2/4 功能增强 PI3K 信号传导的分子机制仍不清楚。”
在这项新研究中,Kahn 及其同事揭示了这两条信号通路通过 TIE2 相连,TIE2 是内皮细胞表面上调节血管发育的受体蛋白。
研究人员发现,人类和小鼠 CCM 周围的内皮细胞中 TIE2 活性均增强。 TIE2 蛋白的水平因 MEKK3-KLF2/4 信号传导的升高而增加,这反过来又导致 PI3K 通路的激活增加。至关重要的是,Kahn 及其同事发现,用一种名为瑞巴替尼 (rebastinib) 的小型口服药物抑制 TIE2 可以阻止小鼠体内新 CCM 的形成。
Kahn 说:“我们的研究结果确定 TIE2 是 MEKK3-KLF2/4 和 PI3K 信号通路之间的关键环节,并表明 TIE2 的药理学阻断可能提供一种以内皮细胞为中心的方法来慢性抑制 CCM 疾病,且副作用比全身 PI3K 通路抑制更少。”
回答的关键问题:
一个:想象一下由血管组成的一串微小而脆弱的葡萄。由于壁很薄,血液会渗漏到周围的脑组织中。这种“渗漏”会引发癫痫发作,或者在更糟糕的情况下引发完全出血性中风。
一个:我们尝试过!但您体内的几乎每个细胞都使用主要的“生长开关”(PI3K)。关闭它就像关闭整个房子的电源只是为了修理一个闪烁的灯泡。这一新发现TIE2就像找到那个灯泡的特定电灯开关一样。
一个:虽然手术切除仍然是现有大病变的标准,但这种药物方法是专为抑制。它可以阻止小的“安静”畸形发展成危险的畸形,并防止具有遗传倾向的家庭中形成新的畸形。
Original Research: Open access.
“TIE2 links MEKK3–KLF2/4 and PI3K signaling in cerebral cavernous malformation” by Lun Li, Marco Castro, Hiroki Hongo, Jian Ren, Robert Shenkar, Rashad Jabarkheel, Siqi Gao, Sweta Narayan, Maxwell Frankfurter, Alan T. Tang, Jisheng Yang, Mei Chen, Jenna Bockman, Patricia Mericko-Ishizuka, Roberto Alcazar, Georgio Sader, Javed Iqbal, Serena Kinkade, Rhonda Lightle, Andrew K. Ressler, Xianghu Qu, H. Scott Baldwin, Douglas A. Marchuk, Issam A. Awad, Jan-Karl Burkhardt, Michael Potente, and Mark L. Kahn. Journal of Experimental Medicine
DOI:10.1084/jem.20251374