DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）是一種新型的γ-分泌酶抑制劑（GSI），能抑制β淀粉樣蛋白（Aβ）生成，以及調(diào)控Notch信號(hào)通路。DAPT在對(duì)阿爾茲海默癥等神經(jīng)退行性變化，以及腫瘤的研究中扮演著重要的角色。AbMole為全球科研客戶提供高純度、高生物活性的抑制劑、細(xì)胞因子、人源單抗、天然產(chǎn)物、熒光染料、多肽、靶點(diǎn)蛋白、化合物庫(kù)、抗生素等科研試劑，全球大量文獻(xiàn)專利引用。

 

γ-分泌酶是一種多聚體膜蛋白復(fù)合物，在多種生物學(xué)過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用。其主要功能是催化底物的蛋白水解切割，其中Notch受體是其重要的底物之一。當(dāng)Notch受體與配體結(jié)合后，γ-分泌酶切割 Notch受體的跨膜區(qū)域并釋放出胞內(nèi)段入核以調(diào)控相關(guān)基因的表達(dá)。DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）能夠直接結(jié)合到 γ-分泌酶催化中心的 C末端片段，抑制 γ-分泌酶的活性，進(jìn)而間接抑制Notch信號(hào)通路的激活[1]。
 

圖1. Notch信號(hào)通路[1]

 

淀粉樣蛋白前體蛋白由神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生，在經(jīng)過(guò)β-分泌酶和γ-分泌酶的連續(xù)切割后，會(huì)產(chǎn)生β-淀粉樣蛋白（Aβ）。Aβ 的異常積累與神經(jīng)退行性病有著密切的關(guān)系。DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）作為γ-分泌酶抑制劑，能夠抑制 APP 的切割，從而減少 Aβ 的生成。體外實(shí)驗(yàn)表明，DAPT能夠有效抑制γ-分泌酶，其IC50值為20 nM。在原代培養(yǎng)的人神經(jīng)細(xì)胞中，DAPT對(duì)全部Aβ和Aβ42的抑制作用的IC50值分別為115 nM和200 nM。2014年，AbMole的兩款抑制劑分別被西班牙國(guó)家心血管研究中心和美國(guó)哥倫比亞大學(xué)用于動(dòng)物體內(nèi)實(shí)驗(yàn)，相關(guān)科研成果發(fā)表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。

 

如前所述，DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）在阿爾茨海默癥等神經(jīng)疾病模型的研究中備受關(guān)注。例如，DAPT（劑量為100 mg/kg）能夠抑制阿爾茲海默癥模型小鼠（Tg2576）的病理性變化，包括生化指標(biāo)（Aβ蛋白的水平）、生物學(xué)行為和海馬功能受損[2]。DAPT還可以影響其他蛋白質(zhì)，如 Notch[3]和DCCα[4]，這些蛋白質(zhì)與學(xué)習(xí)和記憶有關(guān)。在建立的大鼠急性顱腦損傷模型中，DAPT 給藥后抑制了 Notch 及其下游蛋白的表達(dá)，減少了細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激，改善了神經(jīng)功能和認(rèn)知功能，提示 DAPT 對(duì)急性顱腦損傷具有神經(jīng)保護(hù)作用[5]。

 

在多種腫瘤細(xì)胞中，Notch 信號(hào)通路呈現(xiàn)異常激活狀態(tài)，促進(jìn)腫瘤細(xì)胞的增殖、存活、遷移等過(guò)程。DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）作為 Notch信號(hào)通路抑制劑，在癌癥研究中顯示出抑制腫瘤細(xì)胞生長(zhǎng)的潛力。例如DAPT可抑制神經(jīng)膠質(zhì)瘤 SHG-44和肺鱗狀細(xì)胞癌細(xì)胞的凋亡。此外，DAPT還可以影響血管生成，例如通過(guò)研究DAPT處理后的結(jié)直腸癌CT26荷瘤小鼠模型，發(fā)現(xiàn)小鼠血清中可溶性血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子受體1（sVEGFR1）水平顯著降低，同時(shí)腫瘤組織中CD31陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量減少，這提示DAPT可能通過(guò)影響腫瘤血管生成來(lái)抑制腫瘤生長(zhǎng)[6]。

 

抑制 Dll4（δ 樣配體 4）-Notch 信號(hào)介導(dǎo)的腫瘤血管生成是腫瘤抑制策略中一種有吸引力的方法。然而，抑制 Dll4-Notch 信號(hào)傳導(dǎo)在各種腫瘤中產(chǎn)生了不同的效果，并且沒(méi)有生物標(biāo)志物可用于預(yù)測(cè)Dll4-Notch抑制相關(guān)的抗腫瘤活性。科研人員在上述研究中發(fā)現(xiàn)了腫瘤細(xì)胞衍生的胎盤(pán)生長(zhǎng)因子（PlGF）是 Dll4-Notch誘導(dǎo)的血管重塑和腫瘤生長(zhǎng)的關(guān)鍵決定因素。在表達(dá)PlGF的天然腫瘤中，抑制Dll4-Notch信號(hào)傳導(dǎo)通過(guò)增加非滲漏腫瘤脈管系統(tǒng)中的血液灌注，并顯著加速腫瘤生長(zhǎng)。相反，在PlGF陰性腫瘤中，Dll4抑制則可削弱腫瘤的生長(zhǎng)速度。在機(jī)制探究的過(guò)程中，實(shí)驗(yàn)人員使用了來(lái)自AbMole的DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）阻斷了Notch信號(hào)通路。

圖 Dll4-Notch 抑制對(duì)高PlGF和低PlGF表達(dá)的腫瘤組織血管的影響存在差異[7]

 

科員人員研究了翻譯后SUMO（小泛素樣）修飾（SUMO-ylation）在內(nèi)皮Notch信號(hào)傳導(dǎo)和血管生成中的作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明在新生成的內(nèi)皮 SENP1（SUMO 系統(tǒng)的主要蛋白酶）缺陷小鼠中，內(nèi)皮SENP1（sentrin-特異性蛋白酶1）缺失通過(guò)維持延長(zhǎng)的Notch1信號(hào)傳導(dǎo)顯著延遲視網(wǎng)膜血管形成，而SUMO 偶聯(lián)促進(jìn)了Notch1切割。在實(shí)驗(yàn)中，科研人員使用了由AbMole提供的DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）特異性阻斷了Notch信號(hào)通路。

圖3. NOTCH反應(yīng)抑制劑DAPT完全挽救內(nèi)皮細(xì)胞特異性SENP1缺陷（SENP1-ecKO）幼崽視網(wǎng)膜脈管系統(tǒng)的缺陷[8]

 

 

 

[1] Q. Shi, C. Xue, Y. Zeng, et al., Notch signaling pathway in cancer: from mechanistic insights to targeted therapies, Signal transduction and targeted therapy 9(1) (2024) 128.

[2] T. A. Comery, R. L. Martone, S. Aschmies, et al., Acute gamma-secretase inhibition improves contextual fear conditioning in the Tg2576 mouse model of Alzheimer's disease, The Journal of neuroscience : the official journal of the Society for Neuroscience 25(39) (2005) 8898-902.

[3] K. Terai, A. Iwai, S. Kawabata, et al., beta-amyloid deposits in transgenic mice expressing human beta-amyloid precursor protein have the same characteristics as those in Alzheimer's disease, Neuroscience 104(2) (2001) 299-310.

[4] A. Presente, R. S. Boyles, C. N. Serway, et al., Notch is required for long-term memory in Drosophila, Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 101(6) (2004) 1764-8.

[5] H. M. Zhang, P. Liu, C. Jiang, et al., Notch signaling inhibitor DAPT provides protection against acute craniocerebral injury, PloS one 13(2) (2018) e0193037.

[6] E. Kalantari, H. Saeidi, N. S. Kia, et al., Effect of DAPT, a gamma secretase inhibitor, on tumor angiogenesis in control mice, Advanced biomedical research 2 (2013) 83.

[7] H. Iwamoto, Y. Zhang, T. Seki, et al., PlGF-induced VEGFR1-dependent vascular remodeling determines opposing antitumor effects and drug resistance to Dll4-Notch inhibitors, Science advances 1(3) (2015) e1400244.

[8] X. Zhu, S. Ding, C. Qiu, et al., SUMOylation Negatively Regulates Angiogenesis by Targeting Endothelial NOTCH Signaling, Circulation research 121(6) (2017) 636-649.