阿那唑仑通过干扰NLRP3炎性小体和α-突触核蛋白通路产生剂量依赖性的神经毒性作用

《Tissue and Cell》：Dose-dependent neurotoxic effects of anastrozole via disrupting NLRP3 inflammasome and α-synuclein pathways

　　

阿玛尼·阿尔加姆迪（Amani Alghamdi）| 萨利姆·贾米尔（Salim Jamil）| 阿卜杜勒阿齐兹·萨利赫·阿尔科沙伊班（Abdulaziz Saleh Alkhoshaiban）| 穆罕默德·比拉尔·阿兹马特（Muhammad Bilal Azmat）| 费乌德·M·阿尔扎哈拉尼（Fuad M. Alzahrani）| 卡利德·J·阿尔扎哈拉尼（Khalid J. Alzahrani）| 卡拉夫·F·阿尔沙里夫（Khalaf F. Alsharif）| 赫沙姆·M·哈桑（Hesham M. Hassan）

沙特阿拉伯利雅得国王沙特大学科学学院生物化学系，邮编11495

摘要

阿那曲唑（Anastrozole，ANZ）是一种常用于治疗激素依赖性乳腺癌的芳香化酶抑制剂。尽管不同研究报道了其毒性特征，但该药物的神经毒性作用尚未得到充分探讨。本研究旨在通过全面的生化、分子和组织病理学分析，探究阿那曲唑对Sprague Dawley大鼠的神经毒性作用。实验中将大鼠分为对照组和接受阿那曲唑处理的组（剂量分别为0.1、0.2和0.5毫克/千克）。结果发现，阿那曲唑中毒可上调NLRP3、PYCARD、CASP1、IL1-β、IL18、TXNIP和SNCA以及LRRK2基因的表达，同时以剂量依赖的方式抑制PARK2、PINK1、PARK7和UCHL1基因的表达。此外，阿那曲唑暴露显著降低了抗氧化防御系统活性，表现为过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽还原酶（GSR）和血红素加氧酶-1（HO-1）活性下降，同时伴随丙二醛（MDA）和活性氧（ROS）水平升高。阿那曲唑还显著降低了BDNF、NGF、GDNF PSD-95和突触黏附蛋白（synaptophysin）的水平，同时增加了NF-κB、COX-2、TNF-α和IL-1β及IL-6的水平。此外，阿那曲唑暴露还上调了Caspase-9和Bax蛋白的表达，同时抑制了Bcl-2蛋白的表达。组织学检查证实了神经元发生剂量依赖性的 degeneration，表现为空泡形成、核固缩和结构紊乱。总体而言，这些结果表明阿那曲唑通过氧化应激、炎症和凋亡途径引起显著的神经毒性，导致神经元存活和功能异常。本研究强调了谨慎使用阿那曲唑的重要性，并为进一步研究其神经安全性奠定了基础。

引言

阿那曲唑是一种非甾体芳香化酶抑制剂，广泛用于治疗涉及雌激素受体的乳腺癌（Turner et al., 2017, Santen et al., 2014）。雌激素通过调节突触可塑性和神经元存活及认知过程，在中枢神经系统（CNS）中发挥重要作用（Huang et al., 2023, McEwen and Milner, 2017）。芳香化酶负责在大脑中局部合成雌激素，从而保护神经元免受损伤和应激（Brann et al., 2022, Duncan and Saldanha, 2020）。因此，抑制芳香化酶活性可能会削弱内源性神经保护机制，使神经元易于退化（Garcia-Segura et al., 2001）。因此，像阿那曲唑这样的药物虽然对乳腺癌治疗有益，但其药理抑制作用也可能带来不良的神经生物学效应（Torres et al., 2024, Sacher et al., 2015）。

新兴的临床前和临床研究表明，芳香化酶抑制剂可能带来负面神经后果，如认知功能障碍、情绪异常和神经元生理变化（Gervais et al., 2019, Biegon et al., 2010）。动物模型中的行为实验表明，阿那曲唑及其类似分子会损害学习和记忆能力，尤其是海马区相关的功能（Zameer and Vohora, 2017, Zheng et al., 2023）。这些认知障碍与神经类固醇平衡失调以及海马区信号分子（如dickkopf-1和sclerostin）的紊乱有关（Kokras et al., 2011）。临床观察也表明，接受芳香化酶抑制剂治疗的患者常出现记忆、焦虑和抑郁症状（Koss and Frick, 2019, Rosenfeld et al., 2018）。值得注意的是，芳香化酶抑制剂能够穿越血脑屏障，其效应可能因剂量和用药时间而异（Oquendo, 2023; Gervais et al., 2023）。

尽管有这些研究结果，阿那曲唑的剂量依赖性神经毒性作用仍未得到充分研究，尤其是在经过验证的实验模型中。剂量-反应关系在毒理学中至关重要，因为它有助于了解毒性作用的阈值、严重性和机制（Calabrese, 2008, Moffett et al., 2022）。本研究通过生化、分子和组织病理学方法，探讨了阿那曲唑对Sprague Dawley大鼠的剂量相关神经毒性作用，有助于更全面地了解这种芳香化酶抑制剂的安全部性。

章节摘录

伦理措施

本研究遵循国际公认的动物实验伦理标准进行。实验设计、动物处理和报告过程均符合ARRIVE（动物研究：体内实验报告）指南，以确保透明度和可重复性。

阿那曲唑对关键调控通路基因表达的影响

定量实时PCR分析显示，阿那曲唑暴露后，参与神经炎症、凋亡和神经退化的基因表达发生显著变化（p < 0.05），特别是促炎基因和炎性小体相关基因（NLRP3、PYCARD、CASP1、IL1B、IL18和TXNIP）的表达上调，表明NLRP3炎性小体通路被激活。此外，阿那曲唑还上调了SNCA和LRRK2的表达。

讨论

本研究通过分子、生化和组织病理学变化证明阿那曲唑具有神经毒性。阿那曲唑显著影响大脑中的雌激素水平，而雌激素对神经元存活、突触可塑性和认知功能至关重要（Turner et al., 2017）。雌激素缺乏与神经元脆弱性、氧化应激和神经炎症密切相关（Arevalo et al., 2015）。

结论

综上所述，阿那曲唑具有显著的剂量依赖性神经毒性作用，涉及多种机制，包括氧化应激、神经炎症、凋亡以及神经保护和突触功能障碍。阿那曲唑暴露导致参与炎性小体通路的基因上调，抑制神经保护通路，降低抗氧化防御系统活性，并增加氧化损伤标志物。

研究的局限性

这些发现需要在人类中进行临床验证。应通过Western blot或免疫组化分析蛋白质表达，以确认相关通路的参与情况。这些结果可为未来的临床研究提供依据。

(Jenkins et al., 2007, Loboda et al., 2016, Moron et al., 1979, Pierce and Tappel, 1978, Tsikas, 2017)

资金来源

本研究由沙特阿拉伯泰夫大学资助。

资金来源

作者感谢泰夫大学研究生院和科学研究处的资助。

萨利姆·贾米尔（Salim Jamil）：数据分析、研究实施、验证、撰写及审稿编辑。阿玛尼·阿尔加姆迪（Amani Alghamdi）：概念提出、资金筹集、项目管理、软件使用及监督。卡拉夫·F·阿尔沙里夫（Khalaf F. Alsharif）：初稿撰写、资金筹集、数据分析。卡利德·J·阿尔扎哈拉尼（Khalid J. Alzahrani）：撰写、审稿编辑、软件使用及资源协调。费乌德·M·阿尔扎哈拉尼（Fuad M. Alzahrani）：方法设计、研究实施及概念提出。赫沙姆·M·哈桑（Hesham M. Hassan）：

利益冲突

无

致谢

作者感谢泰夫大学研究生院和科学研究处的资助。

本研究遵循国际公认的动物实验伦理标准进行。实验设计、动物处理和报告过程均符合欧盟2010/63/EU指令，以保护用于科学研究的动物。