美金刚的作用机制和临床研究培训课件.ppt
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1、1阿尔茨海默病的谷氨酸学说及阿尔茨海默病的谷氨酸学说及美金刚的作用机制美金刚的作用机制美金刚的神经保护作用美金刚的神经保护作用美金刚的临床研究美金刚的临床研究美金刚的作用机制和临床研究10/20/202212阿尔茨海默病的谷氨酸学说及阿尔茨海默病的谷氨酸学说及美金刚的作用机制美金刚的作用机制美金刚的作用机制和临床研究10/20/202223记忆的形成需要海马环路的激活记忆的形成需要海马环路的激活美金刚的作用机制和临床研究10/20/202234长时程增强长时程增强 强刺激谷氨酸能突触强刺激谷氨酸能突触激活激活 NMDA受体受体突触的可塑性突触的可塑性,LTP学习和记忆学习和记忆长时程增强长时程
2、增强(LTP)代表记忆形成时的突触变化代表记忆形成时的突触变化美金刚的作用机制和临床研究10/20/202245 谷氨酸谷氨酸l 脑中含量最多的兴奋性神经递质脑中含量最多的兴奋性神经递质(70%神经元表达谷氨神经元表达谷氨酸受体酸受体)l 所有细胞都含有谷氨酸所有细胞都含有谷氨酸l 谷氨酸参与脑的智能活动如记忆和认知谷氨酸参与脑的智能活动如记忆和认知l 过度激活引起神经毒性过度激活引起神经毒性HOOCCOOHNH2由谷氨酸激活的由谷氨酸激活的NMDA受体是诱导受体是诱导LTP的关键的关键美金刚的作用机制和临床研究10/20/202256NMDA受体受体AMPA受体受体Ca2+NMDA受体激活调
3、节信号传导水平受体激活调节信号传导水平信号传导信号传导信号调节信号调节美金刚的作用机制和临床研究10/20/202267NMDA 受体的作用受体的作用l NMDA 受体活化是形成LTP所需要的Danysz et al 2000Mg2+GlutamateCalciumAMPA受体突触前神经元突触后神经元NMDA受体Na+Ca2+美金刚的作用机制和临床研究10/20/202278NMDA 受体受体AMPA 受体受体谷氨酸谷氨酸镁镁+-+Na-+Ca2+Ca2+Ca2+水平水平Ca2+通过通过NMDA受体内流需要谷氨受体内流需要谷氨酸的结合和神经元的去极化酸的结合和神经元的去极化美金刚的作用机制和临
4、床研究10/20/202289正常谷氨酸能神经传导正常谷氨酸能神经传导 I静息状态下的神经元静息状态下的神经元1.1.在静息状态下,突触后在静息状态下,突触后神经元是处于极化状神经元是处于极化状态的,态的,Mg2+Mg2+离子则离子则阻断阻断NMDANMDA受体的阳离受体的阳离子通道子通道2.2.突触后神经元的细胞内突触后神经元的细胞内CaCa2+2+离子水平是低的离子水平是低的3.3.突触后神经元未接收到突触后神经元未接收到信号,所以背景噪音信号,所以背景噪音是低的是低的Mg2+谷氨酸钙离子氨基己酸NMDA 受体Mg2+阻断离子通道突触间隙突触前神经元突触后神经元背景噪音低噪音美金刚的作用机
5、制和临床研究10/20/2022910突触活化突触活化1.1.从突触前神经元释放的谷从突触前神经元释放的谷氨酸导致突触内的一过性氨酸导致突触内的一过性浓度升高浓度升高2.2.由于非由于非NMDANMDA谷氨酸受体的谷氨酸受体的活化,突触后细胞膜变为活化,突触后细胞膜变为去极化状态去极化状态3.3.去极化使去极化使Mg2+Mg2+离子以电离子以电压敏感性作用的形式离开压敏感性作用的形式离开NMDANMDA受体受体4.4.Ca2+Ca2+流入突触后神经元流入突触后神经元细胞内细胞内5.5.细胞内信号转导瀑布被启细胞内信号转导瀑布被启动动正常谷氨酸能神经传导正常谷氨酸能神经传导 II142523Mg
6、2+谷氨酸钙离子氨基己酸噪音信号mM 谷氨酸Ca2+在存在背景噪音的情况下检测到信号;足够的信燥比诱导LTP形成美金刚的作用机制和临床研究10/20/20221011 阿尔茨海默病的谷氨酸学说阿尔茨海默病的谷氨酸学说谷氨酸系统尤其是谷氨酸系统尤其是NMDA 受体的过度激活受体的过度激活兴奋毒性神经元死亡兴奋毒性神经元死亡突触可塑性受损引起认知功能下降突触可塑性受损引起认知功能下降在阿尔茨海默病中,谷氨酸能突触的活性可能升高了在阿尔茨海默病中,谷氨酸能突触的活性可能升高了美金刚的作用机制和临床研究10/20/20221112谷氨酸在谷氨酸在AD兴奋毒性中的作用兴奋毒性中的作用Mller et a
7、l 1995l谷氨酸摄取减少谷氨酸摄取减少l谷氨酸释放增加谷氨酸释放增加l膜电位降低膜电位降低l丧失丧失 Ca2+稳态稳态能量不足能量不足Ca2+作作为第二为第二信使信使Ca2+作为一作为一种细胞死亡种细胞死亡的调节剂的调节剂谷氨酸作为一种谷氨酸作为一种生理功能调节剂生理功能调节剂谷氨酸作为一谷氨酸作为一种兴奋毒素种兴奋毒素谷氨酸谷氨酸 由神经递质变为神经毒素由神经递质变为神经毒素美金刚的作用机制和临床研究10/20/20221213AD的谷氨酸能传导的谷氨酸能传导 I持续的病态活化持续的病态活化1.1.静息状态下突触间隙静息状态下突触间隙的谷氨酸水平升高的谷氨酸水平升高2.2.突触后细胞膜部
8、分去突触后细胞膜部分去极化极化 3.3.一些一些Mg2+Mg2+离子离开离子离开N NMDAMDA受体通道受体通道4.4.Ca2+Ca2+离子流入突触离子流入突触后神经元后神经元5.5.不适当的信号转导瀑不适当的信号转导瀑布产生布产生“背景噪音背景噪音”132425Mg2+谷氨酸钙离子氨基己酸Ca2+M 谷氨酸部分去极化导致背景噪音升高噪音美金刚的作用机制和临床研究10/20/20221314AD的谷氨酸能传导的谷氨酸能传导 II不能检测到突触信号不能检测到突触信号1.1.由突触前神经元释放的谷由突触前神经元释放的谷氨酸可导致突触内的谷氨氨酸可导致突触内的谷氨酸浓度一过性升高酸浓度一过性升高。
9、2.2.已经部分去极化的突触后已经部分去极化的突触后细胞膜进一步去极化。细胞膜进一步去极化。3.3.Ca2+Ca2+离子经离子通道的离子经离子通道的内流增加。内流增加。4.4.突触后的突触后的Ca2+Ca2+离子浓度离子浓度进一步升高,但是却不能进一步升高,但是却不能在已经升高的背景水平下在已经升高的背景水平下检测到信号,由此影响到检测到信号,由此影响到LTPLTP的形成。的形成。12243Mg2+谷氨酸钙离子氨基己酸噪音信号Ca2+mM 谷氨酸背景噪音增加使信号检测的功能出现异常(信噪比不足以突出信号)持续升高的Ca2+离子水平使神经元变性美金刚的作用机制和临床研究10/20/2022141
10、5用美金刚治疗用美金刚治疗AD的谷氨酸的谷氨酸能传导能传导 I美金刚对持续病态激活状美金刚对持续病态激活状态的保护态的保护1.1.美金刚与美金刚与NMDANMDA受体通道受体通道结合,并将其阻断结合,并将其阻断2.2.病理状态下未受控制的病理状态下未受控制的突触前谷氨酸持续释放突触前谷氨酸持续释放3.3.微摩浓度的谷氨酸导致微摩浓度的谷氨酸导致突触后去极化受限突触后去极化受限4.4.这样的作用不足以让美这样的作用不足以让美金刚离开金刚离开NMDANMDA受体通道受体通道5.NMDA5.NMDA通道在静息状态下通道在静息状态下仍处于阻断状态仍处于阻断状态332451Mg2+谷氨酸钙离子氨基己酸美
11、金刚M 谷氨酸美金刚降低背景噪音噪音噪音美金刚的作用机制和临床研究10/20/20221516美金刚使突触信号检测恢复美金刚使突触信号检测恢复1.1.谷氨酸的释放导致突触谷氨酸的释放导致突触内的谷氨酸水平一过性内的谷氨酸水平一过性升高(微摩级)升高(微摩级)2.2.已经部分去极化的突触已经部分去极化的突触后细胞膜进一步去极化后细胞膜进一步去极化3.3.美金刚从离子通道上一美金刚从离子通道上一过性脱离过性脱离4.4.Ca2+Ca2+离子流入突触后神离子流入突触后神经元内经元内5.5.升高的升高的Ca2+Ca2+离子水平启离子水平启动信号转导瀑布,促进动信号转导瀑布,促进LTPLTP形成,缓解痴呆
12、症状形成,缓解痴呆症状噪音噪音122345Mg2+谷氨酸钙离子氨基己酸美金刚信号信号Ca2+mM 谷氨酸信号可被检测到,突触变形性恢复,学习和记忆形成。用美金刚治疗用美金刚治疗AD的谷氨酸的谷氨酸能传导能传导 II美金刚的作用机制和临床研究10/20/20221617阿尔茨海默病阿尔茨海默病 正常状态正常状态阿尔茨海默病阿尔茨海默病+美金刚美金刚美金刚的抑制作用为电压依从性美金刚的抑制作用为电压依从性美金刚的非结合作用产生最佳抑制动力学美金刚的非结合作用产生最佳抑制动力学美金刚减少美金刚减少NMDA受体信号传导的干受体信号传导的干扰,而非信号本身扰,而非信号本身美金刚的作用机制和临床研究10/
13、20/20221718美金刚的作用机制美金刚的作用机制 总结总结 美金刚是一种电压依赖性、中亲和度、非竞争性美金刚是一种电压依赖性、中亲和度、非竞争性NMDA受体拮抗剂受体拮抗剂 在阿尔茨海默病患者的大脑中,升高的谷氨酸水在阿尔茨海默病患者的大脑中,升高的谷氨酸水平有可能导致细胞膜的部分去极化,平有可能导致细胞膜的部分去极化,Ca2+通过通过NMDA受体内流增加,从而产生受体内流增加,从而产生“背景噪音背景噪音”,持持续升高的钙离子水平还会导致神经变性续升高的钙离子水平还会导致神经变性 在病理状态下,美金刚可以防止在病理状态下,美金刚可以防止Ca2+离子经离子经NMDA通道的内流,拮抗谷氨酸的
14、兴奋性毒性。通道的内流,拮抗谷氨酸的兴奋性毒性。但是由于美金刚具有电压依赖性,在生理刺激下但是由于美金刚具有电压依赖性,在生理刺激下受体激活可不受其影响受体激活可不受其影响美金刚的作用机制和临床研究10/20/20221819美金刚的神经保护作用美金刚的神经保护作用美金刚的作用机制和临床研究10/20/20221920-淀粉样蛋白淀粉样蛋白炎症炎症代谢性应激代谢性应激自由基自由基Tau 蛋白蛋白磷酸化磷酸化 NMDA 受体受体细胞死亡细胞死亡谷氨酸可能参与各种刺激总合所致的谷氨酸可能参与各种刺激总合所致的神经毒性神经毒性细胞存活细胞存活美金刚的作用机制和临床研究10/20/20222021Wi
15、llard et al,(2000)Exp.Brain Res.134,58-65美金刚皮下注射美金刚皮下注射20 mg/kg/day%皮质皮质ChAT活性降低活性降低-25-20-15-10-505*p0.002*ControlLPSLPS+memantine在脑慢性炎症模型中,美金刚保护在脑慢性炎症模型中,美金刚保护胆胆碱能神经元碱能神经元美金刚的作用机制和临床研究10/20/20222122美金刚减少小胶质细胞的活化美金刚减少小胶质细胞的活化LPSLPS+memantineControlLPSLPS+memantine美金刚的作用机制和临床研究10/20/20222223在在APP/PS
16、1转基因小鼠,转基因小鼠,美金刚减美金刚减少淀粉样蛋白沉积少淀粉样蛋白沉积新目标识别试验新目标识别试验APP/PS1 tg斑块染色斑块染色APP/PS1 tg+memantineWisniewski et al.ICAD 2006 美金刚的作用机制和临床研究10/20/20222324NGF Ab胆碱能缺乏胆碱能缺乏tau蛋白磷酸化蛋白磷酸化2月月4月月6月月8月月学习缺损学习缺损(目标识别试验目标识别试验)出生出生AD11小鼠出现进行性神经变性的表现,小鼠出现进行性神经变性的表现,类似类似阿尔茨海默病阿尔茨海默病美金刚的作用机制和临床研究10/20/202224250100200300400
17、WTAD11AD11+memantine tau蛋白磷酸化蛋白磷酸化*WTAD11AD11+memantine(AT8 Ser 202/205)美金刚减轻美金刚减轻AD11小鼠小鼠tau蛋白磷酸化蛋白磷酸化美金刚的作用机制和临床研究10/20/20222526用美金刚治疗用美金刚治疗1年后,病人脑脊液中年后,病人脑脊液中磷酸化磷酸化tau蛋白蛋白减少减少l 11 AD 门诊患者门诊患者(MMSE 4-23)l A42 和总和总 tau蛋白蛋白(t-tau)无改变无改变l 磷酸化磷酸化tau蛋白蛋白减少减少(p-tau 181)Gunnarson et al 2006 ICADLine Plot
18、(EBIXA-11 pat 32v*14c)p-tau baselinep-tau one yearp-tau6080100120140160180200220240260280300磷酸化磷酸化tau蛋白蛋白显著减少,从124(104-150)ng/L降至 104(90-131)ng/L(p=0.018)美金刚的作用机制和临床研究10/20/20222627 对对NMDA诱导产生损伤后的诱导产生损伤后的胆碱能神经胆碱能神经元有保护作用元有保护作用 对对慢性神经炎症对胆碱能神经元的效应慢性神经炎症对胆碱能神经元的效应有保护作用,并抑制小胶质细胞的活化有保护作用,并抑制小胶质细胞的活化 减少减少
19、A 在在APP/PS转基因动物的沉积转基因动物的沉积 减少减少AD样模型样模型tau蛋白的磷酸化蛋白的磷酸化美金刚的神经保护作用美金刚的神经保护作用美金刚的作用机制和临床研究10/20/20222728美金刚的临床研究美金刚的临床研究美金刚的作用机制和临床研究10/20/20222829阿尔茨海默病的病程演进阿尔茨海默病的病程演进正常正常MCI轻度轻度中度中度重度重度NINCDS/ADRDADSM-IV痴呆痴呆CDR=0 =0.5 =1 =2 =3MCI 轻度认知功能障碍轻度认知功能障碍CDR 临床痴呆评分临床痴呆评分美金刚的作用机制和临床研究10/20/20222930AD症状进展症状进展0
20、51015202530123456789MMSEYearsBADL=基本日常生活能力.Modified from Feldman et al.Clinical Diagnosis and Management of Alzheimers Disease.1st ed.1998.u健忘健忘u短期记忆丧失短期记忆丧失u反复提问反复提问u爱好、兴趣丧失爱好、兴趣丧失u应用工具能力受损应用工具能力受损u命名不能命名不能u认知缺陷进行性发展认知缺陷进行性发展u失语失语u执行功能障碍执行功能障碍u基本日常生活能力受损基本日常生活能力受损u护理改变护理改变u激惹激惹u睡眠改变睡眠改变u完全依赖:穿衣、进食、
21、完全依赖:穿衣、进食、洗澡洗澡MCI轻度轻度 AD中度中度 AD重度重度 ADu轻度主观症状轻度主观症状u客观记忆丧失客观记忆丧失u功能正常功能正常美金刚的作用机制和临床研究10/20/20223031在在AD病程中日常生活能力病程中日常生活能力(ADL)丧失丧失Galasko et al,19972520151050MMSE score功能进行性丧失功能进行性丧失最佳(独立)行为丧失最佳(独立)行为丧失25%75%赴约赴约打电话打电话获得食物获得食物/零食零食独自旅行独自旅行使用家居用品使用家居用品发现个人物品发现个人物品选择衣服选择衣服穿衣穿衣打扮打扮维持爱好维持爱好处理垃圾处理垃圾清理桌
22、子清理桌子行走行走进食进食日常生活能力日常生活能力(ADLs)美金刚的作用机制和临床研究10/20/202231321.美金刚治疗中重度美金刚治疗中重度AD的随机双盲安慰剂平行对照研究的随机双盲安慰剂平行对照研究 MRZ-9605(USA)Reisberg B,Doody R,Stoffler A,et al.N Engl J Med.2003;348(14):1333-41.2.美金刚治疗中重度美金刚治疗中重度AD的的开放性扩展期研究开放性扩展期研究 MRZ-9605(USA)Reisberg et al 2002;H.Lundbeck A/S,Data on file3.美金刚对稳定剂量多
23、奈哌齐治疗的美金刚对稳定剂量多奈哌齐治疗的AD患者疗效研究患者疗效研究MEM-MD-02(USA)Tariot PN,Farlow MR,Grossberg GT,et al.JAMA.2004;291(3):317-24.美金刚的作用机制和临床研究10/20/2022321.美金刚治疗中重度美金刚治疗中重度AD的随机双盲的随机双盲安慰剂平行对照研究安慰剂平行对照研究l 研究研究MRZ-9605(USA)美金刚的作用机制和临床研究10/20/20223334研究设计研究设计l 美金刚在中到重度AD患者中的疗效和长期耐受性l 28周的多中心(美国32中心)、固定剂量、随机双盲、安慰剂对照平行研究
24、Reisberg et al,New England Journal of Medicine 2003AD患者患者n=252完成研究完成研究 n=84(67%)退出研究退出研究 n=42(33%)安慰剂组安慰剂组n=126美金刚组美金刚组 20mg/dn=126完成研究完成研究 n=97(77%)退出研究退出研究 n=29(23%)28 周周28 周周美金刚的作用机制和临床研究10/20/20223435患者的选择患者的选择l 门诊患者,男性或已绝经的女性,年龄50岁痴呆的诊断痴呆的诊断:l 阿尔茨海默病(DSM-IV)l 很可能阿尔茨海默病(NINCDS-ADRDA)严重程度严重程度:l M
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