背景：Tau蛋白是哺乳动物神经系统中与微管相关的主要蛋白(由基因编码),其在生理状态下保持神经细胞功能和结构中起着许多重要作用。Tau功能受到许多翻译后修饰的不利影响，包括磷酸化，乙酰化和泛素化。磷酸化和去磷酸化过程控制微管细胞骨架的稳定性。在这个系统中，激酶和磷酸酶活性之间的不平衡导致微管相关Tau过度磷酸化和凋亡增加。此外，它引起细胞内神经原纤维缠结(NFT)聚集，这是阿尔茨海默病(AD)病理学的一个重要方面。此外，乙酰化已被确定为AD患者和相关tau蛋白病患者大脑中tau蛋白的毒性翻译后修饰。Tau乙酰化减少tau与微管的结合，抑制微管稳定，增强tau原纤维化，减少tau降解，并导致tau介导的突触毒性。tau病用于描述发病过程与tau蛋白相关的所有疾病。多种神经退行性疾病，如AD、进行性核上性麻痹(PSP)、额颞叶变性(FTLD)和帕金森综合征，其特征在于由tau蛋白异常翻译后修饰如过度磷酸化和乙酰化引起的神经元内聚集tau包涵体。

为了模拟神经变性tau蛋白病，已经开发了几个过度表达人tau蛋白并在MAPT基因中发生突变的转基因小鼠品系，包括P301S 。P301S转基因小鼠在外显子10中有一个突变，导致301位的脯氨酸被丝氨酸取代。这些小鼠在3个月龄时表现出突触病理学，在6个月龄时表现出丝状tau损伤，运动损伤，神经变性，小胶质细胞活化，并呈现(PSP)和(FTLD)的临床表型。这些小鼠也是研究tau过度磷酸化和异常tau在脑和脊髓中传播的有趣模型

大量研究表明，二型糖尿病病(T2D)和神经退行性疾病如阿尔茨海默病之间有很强的联系。事实上，脑胰岛素抵抗可能代表了和神经退行性疾病之间的桥梁，从而对学习、突触可塑性和记忆产生影响。在T2D，胰岛素抵抗和高血糖症可能导致Tau蛋白过度磷酸化。因此，寻找一种具有抗T2D和神经保护双重治疗活性的药物将是一个有前途的想法。

格列美脲(GPD)是一种口服抗糖尿病药物，被归类为第三代磺脲类药物(SU ),通过与胰腺细胞膜上的磺脲受体(SUR1)结合来刺激胰岛素的分泌。GPD耐受性良好，并已在许多随机临床试验中进行了安全性测试，低血糖和体重增加的风险降低。据报道，除了这些胰腺作用外，它还具有额外的胰腺作用，如改善胰岛素抵抗和保护海马和皮质神经元免受朊病毒衍生肽PrP82-146的毒性作用。据报道，GPD通过抑制初级皮质神经元中BACE1酶的活性来减少β淀粉样蛋白的产生。GPD保护神经元免受β淀粉样蛋白诱导的突触损伤。据报道，GPD与PPARγ对接，并在基于细胞的反式激活试验中表现出PPARγ激动活性。此外，GPD通过分子对接显示了对乙酰胆碱酯酶的剂量依赖性抑制活性。

目的：考虑到T2D和神经退行性疾病之间的联系，本研究使用P301S转基因小鼠模型研究了GPD对tau病变、神经炎症的潜在神经保护作用以及可能的潜在神经保护机制。

方法：以P301S小鼠模型为tau病模型，以C57BL/6野生型小鼠为对照。通过蛋白质印迹评估皮质和海马中磷酸化和乙酰化的tau蛋白水平。评估GPD对tau病变相关酶、神经炎症、凋亡标记物的影响。此外，使用平行杆地板和开阔场地试验分析了对焦虑样行为和运动损伤的神经保护作用。

结果：GPD能显著改善P301S小鼠的运动障碍、焦虑样行为和神经变性。通过降低GSK3β、增加磷酸化-AKT与总-AKT的比值、增加PP2A和使CDK5水平正常化，P301S小鼠的皮质和海马中磷酸化tau和乙酰化tau显著减少。此外，GPD治疗还通过降低NF-kB、TNF-α和caspase 3水平来减少神经炎症和细胞凋亡。

图1筛查阶段和随后的机械阶段GPD给药天数的研究时间表

图2开阔视野神经行为测试结果。研究21天剂量(1、2、4毫克/千克)的GPD治疗对不同参数的影响；a总行驶距离(m)，b最大速度(msec 1)，c在中心区的时间(秒)，d在角落区的时间(秒)。数据以平均值±标准差(n = 8)表示。统计分析采用单向方差分析，然后进行Tukey事后检验。*、#分别来自P301S和WT组的统计显著性(P < 0.05)

图3神经行为测试结果。GPD剂量(1、2、4 mg/kg)治疗21天对不同参数影响的研究：脚滑次数、b总行走距离(M)、动物身体旋转、d穿越线路的次数。数据以均数±标准差(n=8)表示。统计分析采用单因素方差分析，然后进行Tukey‘s后置检验。*、#分别与P301S组和WT组比较有统计学意义(P<0.05)

图4  GPD治疗对tau病诱导的神经变性变化的影响，由用GPD治疗21天的p301S和WT中尼氏蓝染色的海马和皮质切片的显微照片表示；显示尼氏颗粒(黑色箭头)的显微照片，其在载体处理的p301s小鼠中密度和分布明显降低，而在GPD处理中增加(400倍比例尺= 50微米)；b .通过Image J软件对大脑皮层中的尼氏体进行定量，c .通过Image J软件对海马CA中的尼氏体进行定量，以及d .通过Image J软件对DG区域中的尼氏体进行定量，与WT组和接受(1，2，4 mg/kg) GPD的p301S小鼠相比，DG区域中的尼氏体显著减少。同时，在接受(1、2、4 mg/kg) GPD的p301s小鼠中，特别是在接受(4 mg/kg) GPD的p301s组中，大脑皮层、海马CA和DG区域中的尼氏阳性细胞的数量显著增加。数据以平均值±标准差(n = 10)表示。统计分析采用单向方差分析，然后进行Tukey事后检验。*、#:分别来自P301S和WT组的统计显著性(P < 0.05)

图5是刚果红染色的脑切片的显微照片，显示了在载体处理的P301S小鼠和接受(1，2mg/kg)GPD 21天的P301S小鼠中存在阳性红色染色的β-淀粉样蛋白(400倍比例尺= 50微米)；b .通过Image J软件对斑块数量的定量分析显示，与赋形剂处理的P301S组相比，用(4 mg/kg) GPD处理的P301S中不存在斑块，并且在接受(1，2 mg/kg) GPD的P301S组的皮层中明显较少。数据以平均值±标准差(n = 10)表示。统计分析采用单向方差分析，然后进行Tukey事后检验。*、#分别来自P301S和WT组的统计显著性(P < 0.05)

结论：目前的数据表明，GPD对肌萎缩侧索硬化症、行为后果、神经变性、神经炎症和细胞凋亡具有保护作用。因此，GPD是治疗与神经退行性疾病相关的神经退行性疾病的一种有前途的药物。

原文出处： Zaki MO,  El-Desouky S,  Elsherbiny DA, et al.Glimepiride mitigates tauopathy and neuroinflammation in P301S transgenic mice: role of AKT/GSK3β signaling.Inflammopharmacology 2022 Oct;30(5)