抑制劑DAPT在神經退行性病變與腫瘤研究中的應用_abio生物試劑品牌網
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，以及調控Notch信號通路。DAPT在對阿爾茲海默癥等神經退行性變化，以及腫瘤的研究中扮演著重要的角色。
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一、DAPT的分子機制
1.抑制γ-分泌酶和Notch信號通路 γ-分泌酶是一種多聚體膜蛋白復合物，在多種生物學過程中發揮著關鍵作用。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Notch受體與配體結合后，γ-分泌酶切割 Notch受體的跨膜區域并釋放出胞內段入核以調控相關基因的表達。
DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）能夠直接結合到 γ-分泌酶催化中心的 C末端片段，抑制 γ-分泌酶的活性，進而間接抑制Notch信號通路的激活[1]。
圖1. Notch信號通路[1]
2.調控淀粉樣蛋白前體蛋白（APP）的代謝 淀粉樣蛋白前體蛋白由神經系統產生，在經過β-分泌酶和γ-分泌酶的連續切割后，會產生β-淀粉樣蛋白（Aβ）。Aβ 的異常積累與神經退行性病有著密切的關系。
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。體外實驗表明，DAPT能夠有效抑制γ-分泌酶，其IC50值為20 nM。在原代培養的人神經細胞中，DAPT對全部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家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學用于動物體內實驗，相關科研成果發表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。
二、DAPT在不同疾病模型中的應用
1.動物神經退行性病變模型 如前所述，
DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）在阿爾茨海默癥等神經疾病模型的研究中備受關注。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（Aβ蛋白的水平）、生物學行為和海馬功能受損[2]。DAPT還可以影響其他蛋白質，如 Notch[3]和DCCα[4]，這些蛋白質與學習和記憶有關。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，減少了細胞凋亡和氧化應激，改善了神經功能和認知功能，提示 DAPT 對急性顱腦損傷具有神經保護作用[5]。
2.腫瘤模型 在多種腫瘤細胞中，Notch 信號通路呈現異常激活狀態，促進腫瘤細胞的增殖、存活、遷移等過程。
DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）作為 Notch信號通路抑制劑，在癌癥研究中顯示出抑制腫瘤細胞生長的潛力。例如DAPT可抑制神經膠質瘤 SHG-44和肺鱗狀細胞癌細胞的凋亡。此外，DAPT還可以影響血管生成，例如通過研究DAPT處理后的結直腸癌CT26荷瘤小鼠模型，發現小鼠血清中可溶性血管內皮生長因子受體1（sVEGFR1）水平顯著降低，同時腫瘤組織中CD31陽性細胞數量減少，這提示DAPT可能通過影響腫瘤血管生成來抑制腫瘤生長[6]。
三、應用范例
1.Sci Adv. 2015 Apr 10;1(3):e1400244 抑制 Dll4（δ 樣配體 4）-Notch 信號介導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 信號傳導在各種腫瘤中產生了不同的效果，并且沒有生物標志物可用于預測Dll4-Notch抑制相關的抗腫瘤活性。科研人員在上述研究中發現了腫瘤細胞衍生的胎盤生長因子（PlGF）是 Dll4-Notch誘導的血管重塑和腫瘤生長的關鍵決定因素。在表達PlGF的天然腫瘤中，抑制Dll4-Notch信號傳導通過增加非滲漏腫瘤脈管系統中的血液灌注，并顯著加速腫瘤生長。相反，在PlGF陰性腫瘤中，Dll4抑制則可削弱腫瘤的生長速度。在機制探究的過程中，實驗人員使用了來自AbMole的
DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）阻斷了Notch信號通路。
圖 Dll4-Notch 抑制對高PlGF和低PlGF表達的腫瘤組織血管的影響存在差異[7]
2.Circ Res. 2017 Sep 1;121(6):636-649 科員人員研究了翻譯后SUMO（小泛素樣）修飾（SUMO-ylation）在內皮Notch信號傳導和血管生成中的作用。實驗結果表明在新生成的內皮 SENP1（SUMO 系統的主要蛋白酶）缺陷小鼠中，內皮SENP1（sentrin-特異性蛋白酶1）缺失通過維持延長的Notch1信號傳導顯著延遲視網膜血管形成，而SUMO 偶聯促進了Notch1切割。在實驗中，科研人員使用了由AbMole提供的
DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）特異性阻斷了Notch信號通路。
圖3. NOTCH反應抑制劑DAPT完全挽救內皮細胞特異性SENP1缺陷（SENP1-ecKO）幼崽視網膜脈管系統的缺陷[8]
AbMole是ChemBridge中國區官方指定合作伙伴
參考文獻及鳴謝 [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.
圖1. Notch信號通路[1]
2.調控淀粉樣蛋白前體蛋白（APP）的代謝 淀粉樣蛋白前體蛋白由神經系統產生，在經過β-分泌酶和γ-分泌酶的連續切割后，會產生β-淀粉樣蛋白（Aβ）。Aβ 的異常積累與神經退行性病有著密切的關系。
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。體外實驗表明，DAPT能夠有效抑制γ-分泌酶，其IC50值為20 nM。在原代培養的人神經細胞中，DAPT對全部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家心血管研究中心和美國哥倫比亞大學用于動物體內實驗，相關科研成果發表于頂刊 Nature 和 Nature Medicine。
二、DAPT在不同疾病模型中的應用
1.動物神經退行性病變模型 如前所述，
DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）在阿爾茨海默癥等神經疾病模型的研究中備受關注。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（Aβ蛋白的水平）、生物學行為和海馬功能受損[2]。DAPT還可以影響其他蛋白質，如 Notch[3]和DCCα[4]，這些蛋白質與學習和記憶有關。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，減少了細胞凋亡和氧化應激，改善了神經功能和認知功能，提示 DAPT 對急性顱腦損傷具有神經保護作用[5]。
2.腫瘤模型 在多種腫瘤細胞中，Notch 信號通路呈現異常激活狀態，促進腫瘤細胞的增殖、存活、遷移等過程。
DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）作為 Notch信號通路抑制劑，在癌癥研究中顯示出抑制腫瘤細胞生長的潛力。例如DAPT可抑制神經膠質瘤 SHG-44和肺鱗狀細胞癌細胞的凋亡。此外，DAPT還可以影響血管生成，例如通過研究DAPT處理后的結直腸癌CT26荷瘤小鼠模型，發現小鼠血清中可溶性血管內皮生長因子受體1（sVEGFR1）水平顯著降低，同時腫瘤組織中CD31陽性細胞數量減少，這提示DAPT可能通過影響腫瘤血管生成來抑制腫瘤生長[6]。
三、應用范例
1.Sci Adv. 2015 Apr 10;1(3):e1400244 抑制 Dll4（δ 樣配體 4）-Notch 信號介導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 信號傳導在各種腫瘤中產生了不同的效果，并且沒有生物標志物可用于預測Dll4-Notch抑制相關的抗腫瘤活性。科研人員在上述研究中發現了腫瘤細胞衍生的胎盤生長因子（PlGF）是 Dll4-Notch誘導的血管重塑和腫瘤生長的關鍵決定因素。在表達PlGF的天然腫瘤中，抑制Dll4-Notch信號傳導通過增加非滲漏腫瘤脈管系統中的血液灌注，并顯著加速腫瘤生長。相反，在PlGF陰性腫瘤中，Dll4抑制則可削弱腫瘤的生長速度。在機制探究的過程中，實驗人員使用了來自AbMole的
DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）阻斷了Notch信號通路。
圖 Dll4-Notch 抑制對高PlGF和低PlGF表達的腫瘤組織血管的影響存在差異[7]
2.Circ Res. 2017 Sep 1;121(6):636-649 科員人員研究了翻譯后SUMO（小泛素樣）修飾（SUMO-ylation）在內皮Notch信號傳導和血管生成中的作用。實驗結果表明在新生成的內皮 SENP1（SUMO 系統的主要蛋白酶）缺陷小鼠中，內皮SENP1（sentrin-特異性蛋白酶1）缺失通過維持延長的Notch1信號傳導顯著延遲視網膜血管形成，而SUMO 偶聯促進了Notch1切割。在實驗中，科研人員使用了由AbMole提供的
DAPT（GSI-IX，AbMole，M1746）特異性阻斷了Notch信號通路。
圖3. NOTCH反應抑制劑DAPT完全挽救內皮細胞特異性SENP1缺陷（SENP1-ecKO）幼崽視網膜脈管系統的缺陷[8]
AbMole是ChemBridge中國區官方指定合作伙伴
參考文獻及鳴謝 [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. 
