依维莫司(everolimus)对小鼠中枢神经系统的影响

　　癌症和治疗可能会导致癌症患者的认知障碍，最近在动物模型中验证了化疗与认知功能障碍之间的因果关系。新的癌症靶向疗法已被广泛使用，它们对大脑功能和生活质量的影响需要探索。我们评估了一种靶向 mTOR 通路的抗癌剂依维莫司（everolimus）对小鼠认知功能、脑代谢和海马细胞增殖/血管密度的影响。成年小鼠每天接受依维莫司治疗 2 周，从最后一次治疗后 1 周开始进行行为测试。从治疗期的最后一天开始，依维莫司治疗的小鼠体重增加明显减少。离体分析显示，在涉及能量平衡、食物摄入、奖励、学习和记忆调节、睡眠/觉醒周期调节和唤醒的选择性大脑区域中，细胞色素氧化酶活性发生了改变。与化疗一样，依维莫司（everolimus）不会改变情绪反应、学习和记忆表现，但与化疗相比，不会影响行为灵活性或对新奇事物的反应。体内依维莫司治疗后海马神经细胞增殖和血管密度也没有变化。总之，临床剂量下每天两周依维莫司治疗不会引起在海马和前额叶皮层依赖任务中评估的认知表现的改变，这种改变会在治疗结束后持续 1 到 4 周。然而，急性依维莫司治疗导致选择性 CO 修饰而不改变参与进食行为和/或睡眠/觉醒周期的大脑区域中的 mTOR 效应子 P70S6 激酶，至少部分处于孤立核和下丘脑旁丘脑区域的控制之下。因此，该区域可能代表依维莫司（everolimus）介导的外周修饰的关键目标，这在以前与体重减轻和疲劳等症状有关。

　　随着癌症治疗方法的不断改进，通过更广泛使用的靶向治疗，必须在癌症治疗中进行更多的努力来预防和管理副作用。一般来说，与化学疗法相比，分子靶向疗法可以被认为是相对安全的。然而，据报道，p-Akt/mTOR 通路抑制剂（例如依维莫司）虽然耐受性良好，但与疲劳、高血糖、高甘油三酯血症、高胆固醇血症、胃肠道综合征、厌食、皮疹、粘膜炎或头痛有关。更具体地说，还描述了 CNS 副作用，包括头痛/偏头痛（高达 30%）、抽搐（高达 29%）、味觉障碍（高达 19%）、头晕（高达 14%）或感觉异常（高达5%) (26)。此外，mTOR 通路的抑制被描述为影响认知功能。因此，除了其他观察到的和/或研究的中枢神经系统症状外，疲劳会极大地影响生活质量和幸福感，并且会对身体和心理功能（例如认知功能）产生不利影响。了解依维莫司（everolimus）全身给药对认知功能和脑神经细胞活动的潜在影响或安全性，应该为更好地定义规划、指导和监测这种癌症治疗的解决方案提供关键见解。

　　在对接受化疗的实体瘤患者的研究中，15%–50% 的病例报告了中度认知功能障碍。这种损害主要影响执行功能，导致注意力下降和反应迟缓和混乱，但也可能包括记忆缺陷，影响最近学习的信息和空间记忆。先前的研究表明，巩固依赖于涉及 mTOR 信号通路的分子机制并且在训练前后的短时间内将 mTOR 抑制剂注入海马体会损害物体识别任务或莫里斯水迷宫测试中的长期记忆。在当前的研究中，通过在治疗结束几天后测试小鼠来评估长期口服依维莫司（everolimus）的潜在持久效果。依维莫司没有引起情绪反应的变化，也没有改变空间学习/记忆表现/学习灵活性，也没有改变物体识别任务中的记忆。这些数据不同于之前对接受化疗的动物的研究，后者表现出行为灵活性和物体识别记忆或更长物体探索的缺陷。我们证明依维莫司的全身给药不会改变空间学习和记忆或执行功能，这些功能会在治疗结束后持续一到四个星期。这一观察结果似乎也与显示 mTOR 抑制剂（如雷帕霉素）改变认知功能的数据有所不同。这种差异可以通过 Dash等人的研究中将雷帕霉素直接注入海马实质来解释，与全身给药依维莫司后的学习和记忆表现的评价相比，本研究中仅在治疗后而非治疗期间。此外，可以提到的是，仅当使用 20 μmol/kg 剂量时，依维莫司（everolimus）才被建议缓慢渗透大脑，这可以通过抑制皮层和纹状体中的 S6 激酶磷酸化来证明。这些数据可能表明，此处使用的依维莫司剂量 (5 mg/kg) 仍然很低，无法穿过血脑屏障并积聚到各个脑区。

　　我们的研究还证实了 mTOR 通路抑制剂在急性治疗期间对海马前体神经细胞增殖的潜在影响。在治疗的最后一天后立即评估时，依维莫司（everolimus）不影响海马齿状回的细胞增殖。这表明 mTOR 抑制可能与颗粒下区域内 NSC 有丝分裂发生的改变无关，和/或两周的依维莫司不应控制海马神经源性区域血管壁龛内的 NSC。有趣的是，我们在体外证实了依维莫司从 10-8到 10-6M 不影响 NSC 细胞周期和神经球生长。因此，先前的数据表明，mTOR 抑制实际上可能对自我更新没有影响，但可能会阻止神经干/祖细胞的生长，尤其是在缺氧或红藻氨酸诱导的癫痫发作条件下。因此，在常氧实验条件下，mTOR 通路不会被充分激活并参与 NSC 细胞周期，支持观察到的依维莫司对 NSC 增殖的影响。

　　总之，在治疗结束后 7 至 29 天评估时，使用 mTOR 抑制剂依维莫司（everolimus）进行慢性全身治疗不会影响情绪反应、自发活动、空间学习和记忆、行为灵活性和物体识别记忆。此外，这种疗法通过口服给药不会改变海马中的神经前体细胞增殖或血管成分分布。然而，在与孤立核和下丘脑相连并与体重调节和动机相关的选择性区域中，脑代谢会因依维莫司的急性给药而改变。这种对依维莫司（everolimus）治疗后认知功能和脑代谢活动的评估可能有助于阐明在接受靶向治疗（如 mTOR 抑制剂）治疗的癌症患者中观察到的神经病理学改变。微信扫描下方二维码了解更多：