选择性5-HT1A受体激动剂NLX-101能够纠正脆性X综合征小鼠模型中的异常行为表型

《Progress in Neuro-Psychopharmacology and Biological Psychiatry》：The selective 5-HT 1A receptor biased agonist, NLX-101, corrects anomalous behavioral phenotype in a mouse model of fragile X syndrome

FXS治疗研究中，NLX-101通过激活5-HT1A受体有效改善FMR1 KO2小鼠高活动性、过度自我理毛及焦虑等症状，剂量依赖性逆转行为异常，为FXS提供新型疗法。

　　

Ronan Depoortère | Michael R. Tranfaglia | Adrian Newman-Tancredi

Neurolixis SAS, 2 rue Georges Charpak, 81100 Castres, France

摘要

脆性X综合征（FXS）是最常见的X连锁显性自闭症谱系障碍，会导致一系列发育问题，其特征是轻度至重度的情绪/认知功能障碍。NLX-101是一种高度选择性的、对突触后5-HT_1A受体具有完全疗效的偏爱性激动剂，在FXS的转基因小鼠模型中显示出能够逆转感觉过敏和脑电图异常的效果。目前，我们研究了NLX-101能否“正常化”（即恢复到野生型小鼠的水平）成年雄性FMR1 KO2小鼠表现出的多种行为异常。FMR1 KO2小鼠接受了NLX-101（0.64或2.5 mg/kg腹腔注射）治疗，并依次进行了以下测试：1）开放场地测试以研究多动性和刻板行为（自我梳理）；2）三室分隔测试（社交记忆）；3）筑巢行为测试（日常生活能力）；4）新物体识别测试（工作记忆）；5）食欲减退（对新奇事物的抑制性进食）测试（焦虑）。每次测试之间有三天清洗期。NLX-101在0.64和2.5 mg/kg剂量下均能正常化多动性和过度自我梳理行为，而食欲减退以及工作记忆和社交记忆的缺陷在0.64 mg/kg剂量下部分得到正常化，在2.5 mg/kg剂量下则完全得到正常化。在2.5 mg/kg剂量下，异常的筑巢行为也部分得到正常化。总之，NLX-101对FMR1 KO2小鼠表现出的多种行为和情绪/认知缺陷具有有益且剂量依赖性的改善作用。这些结果突显了使用选择性突触后5-HT_1A受体偏爱性激动剂作为治疗FXS的新策略的潜在价值，因为目前尚无批准的有效且安全的药物治疗方法。

引言

脆性X综合征（FXS）是一种由“脆性X信使核糖核蛋白”（FMRP）水平降低引起的遗传性常染色体X连锁自闭症谱系障碍（ASD）（Dombrowski等人，2002年；Rousseau等人，1995年）。FXS是一种罕见的发育障碍，在美国男孩中的发病率约为1:7000，在女孩中约为1:11,000（https://www.cdc.gov/fragile-x-syndrome/data/index.html），影响男性和女性的大脑，导致严重的智力发展和行为问题，是最常见的遗传性智力障碍形式。FMRP的表达受FMR1基因调控，FXS的症状/体征的严重程度取决于该基因的突变程度。FMRP是一种翻译抑制剂，也是突触可塑性的关键调节因子，其缺失会对神经回路和大脑的正常功能产生深远影响。因此，FXS患者可能表现出多种行为和情绪/认知缺陷，如焦虑、多动、冲动、注意力问题、攻击性、智力障碍、重复性动作、社交互动能力差、语言发育迟缓、感觉过敏以及癫痫发作倾向（Greiss Hess等人，2016年；Hagerman和Hagerman，2002年）。鉴于目前尚无批准用于治疗FXS的药物，因此迫切需要一种新型、创新、有效且安全的药物治疗方法。

在临床前研究中，候选药物通常首先使用FMR1敲除（KO）小鼠模型进行评估，这种模型由荷兰-比利时脆性X联盟首次建立（“Fmr1敲除小鼠：研究脆性X智力障碍的模型”）。该模型是通过将新霉素 cassette插入FMR1基因的外显子5中创建的，导致小鼠体内的FMRP和FMR1 mRNA水平降低。后来通过删除FMR1的启动子和第一个外显子产生了FMR1 KO2小鼠（Mientjes等人，2006年）。FMR1 KO2小鼠缺乏FMRP蛋白和FMR1 mRNA，表现出一些人类FXS患者的行为异常，包括多动、重复性行为以及学习和记忆缺陷（Gaudissard等人，2017年）。FMR1 KO2小鼠已被用于筛选治疗FXS的潜在候选药物（Deacon等人，2015年；Tranfaglia等人，2019年）。

5-羟色胺（5-HT_1A）受体最近被证明是治疗FXS的一个有希望的目标。在FXS的果蝇（homozygous dFMR1^Δ50突变体）模型中，使用5-HT_1A受体部分激动剂eltoprazine的治疗改善了突触传递，纠正了线粒体缺陷，并最终改善了运动行为（Vannelli等人，2024年）。此外，年轻的FMR1 KO小鼠的全脑5-HT_1A受体表达水平低于同龄对照组，这表明幼年时期5-HT_1A受体激活不足可能会影响正常的神经元发育（Saraf等人，2024年）。

在本研究中，我们测试了NLX-101（又名F15599），这是一种首创的、高度选择性的5-HT_1A受体偏爱性激动剂，主要作用于突触后受体，尤其是在皮质区域（Newman-Tancredi等人，2022年）。NLX-101在情绪缺陷、攻击性和神经可塑性（神经元生长、BDNF水平升高、神经发生）的模型中表现出快速而显著的活性（Cabanu等人，2022年；Vahid-Ansari等人，2024年；van Hagen等人，2022年），表明它可能是治疗ASD（如FXS）的有希望的药物候选物。最近的研究表明，NLX-101可以减少发育中的FMR1 KO小鼠的听觉诱发性癫痫发作（AGS）（Tao等人，2023年）。此外，在类似的剂量范围（1.2至2.4 mg/kg腹腔注射）内，NLX-101显著延长了小鼠的存活时间。即使在连续5天内每天给药，NLX-101（1.8 mg/kg）仍能强烈抑制癫痫发作，说明该化合物没有抗癫痫作用的快速耐受性。值得注意的是，NLX-112是NLX-101的化学类似物，也对5-HT_1A受体具有高度选择性（Newman-Tancredi等人，2022年），它同样以剂量依赖的方式预防了年轻FMR1 KO小鼠的AGS，而这种效果可以通过选择性5-HT_1A受体阻断剂WAY-100,635来逆转（Saraf等人，2024年）。此外，NLX-101还改善了同一品系FMR1 KO小鼠的听觉时间处理能力（Tao等人，2025年）。相比之下，接受生理盐水治疗的FMR1 KO小鼠表现出N1（声音诱发的事件相关电位的第一个负峰）幅度和单次试验功率（STP）增加，以及对听觉间隙噪声刺激的相位锁定能力降低，而急性给予NLX-101（1.8 mg/kg腹腔注射）在出生后第30天显著降低了STP。NLX-101还在出生后第21天和第30天显著增加了试验间的相位聚集，表明时间处理能力得到改善（Tao等人，2025年）。

综上所述，这些结果表明NLX-101可能成为改善FXS患者多种功能障碍的有希望的药物治疗选择。在本研究中，我们使用一系列行为测试来评估NLX-101在成年雄性FMR1 KO2小鼠（而非FMR1 KO小鼠）中的效果，这些测试涵盖了多动性、刻板行为、学习和记忆缺陷以及日常生活功能（Richter和Zhao，2021年）。我们使用开放场地测试来评估多动性和刻板行为（自我梳理），三室分隔测试来评估社交记忆，筑巢行为测试来评估日常生活能力，新物体识别测试来评估工作记忆，以及食欲减退（对新奇事物的抑制性进食）测试来评估焦虑。本研究的工作假设是，NLX-101的治疗可以改善或“正常化”FMR1 KO2小鼠的异常表型，使其功能接近接受安慰剂处理的野生型（WT）小鼠。

材料与方法

实验在智利圣地亚哥智利大学生态与生物多样性研究所进行。

NLX-101正常化了FMR1 KO2小鼠的多种异常行为表型

在开放场地测试中，接受安慰剂处理的WT小鼠平均移动距离为3335厘米（图1左上角的第一组条形图）；相比之下，接受NLX-101（0.64或2.5 mg/kg腹腔注射）处理的FMR1 KO2小鼠表现出多动性，移动距离是WT小鼠的2.5倍（8162厘米；第二组条形图）。NLX-101几乎完全逆转了FMR1 KO2小鼠的多动性，其平均移动距离与接受2.5 mg/kg剂量WT小鼠相当。

同样，FMR1 KO2小鼠自我梳理的时间比

讨论

本研究的主要发现是，选择性5-HT_1A受体偏爱性激动剂NLX-101在重复/急性给药条件下（每次注射间隔3天清洗期）几乎完全逆转了成年雄性FMR1 KO2小鼠的异常行为表型。因此，NLX-101完全正常化了：(i) 开放场地测试中的多动性和过度自我梳理；(ii) 新奇事物抑制性进食（NSF）中的食欲减退。

作者贡献声明

Ronan Depoortère：撰写 – 审稿与编辑，初稿撰写，数据分析。Michael R. Tranfaglia：资源获取，项目管理，资金筹集。Adrian Newman-Tancredi：撰写 – 审稿与编辑，初稿撰写，验证，数据分析。

资助

本研究由FRAXA研究基金会资助。

未引用参考文献

Cell, 1994

利益冲突声明

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致谢

我们感谢Pablo Cornejo和Robert Deacon完成了实验工作。