一直以来，苯二氮卓类药物被广泛用于治疗睡眠障碍和焦虑。虽然短期服用苯二氮卓类药物被认为是安全的，但其长期摄入的安全性却未有定论。尤其临床实践中，长期摄入苯二氮卓所导致的认知障碍屡见不鲜。然而该现象背后的机制长期以来未被阐明。
2022年2月28日，一项由德国慕尼黑大学（LMU）神经病理学研究中心 (ZNP) 和德国神经退行性疾病中心（DZNE）的 Mario Dorostkar和 Jochen Herms共同领导联合多个国家科研人员在Nature Neuroscience上发表了题为Long-term diazepam treatment enhances microglial spine engulfment and impairs cognitive performance via the mitochondrial 18 kDa translocator protein (TSPO)的文章，首次在动物模型中证实了苯二氮卓类药物地西泮会导致大脑中神经突触的丢失，并进一步阐明了其发生机制。
通过使用在体双光子显微镜技术，研究人员对野生型小鼠大脑皮层中绿色荧光蛋白（eGFP）标记的树突棘（dendritic spines）进行了最长约100天的连续追踪。结果显示，每日摄入地西泮会导致野生型小鼠大脑皮层树突棘的密度下降，进而导致认知障碍。
在中枢神经系统中，地西泮通常通过与γ-氨基丁酸 A 型受体 （GABAARs）上的苯二氮卓结合位点结合发挥其镇静、抗焦虑和抗惊厥的作用【1】。因此，研究人员使用了Gabra RRRR 小鼠对地西泮导致的突触丢失是否与γ-氨基丁酸 A 型受体进行了研究。纯合 Gabra RRRR 小鼠在 α1、α2、α3 和 α5 GABAAR 亚基中携带 H-R 点突变，从而使地西泮与γ-氨基丁酸 A 型受体结合所必须的组氨酸残基转变为精氨酸残基，阻断其结合【2】。然而，研究人员发现，即使阻断地西泮与γ-氨基丁酸 A 型受体的结合，摄入地西泮的Gabra RRRR 小鼠大脑皮层中树突棘的受损依然无法避免。
除γ-氨基丁酸 A 型受体外，地西泮在中枢神经系统中也会与18 kDa转位蛋白（TSPO），又称外周苯二氮卓受体（PBR）结合【3】。研究人员进一步对摄入地西泮的TSPO基因敲除小鼠【4】大脑皮层的树突棘进行了追踪，发现TSPO敲除避免了地西泮所导致的树突棘损伤与认知障碍。
图：在体双光子显微镜下摄入地西泮的小鼠皮层中小胶质细胞分支（绿）接触树突棘（红）
18 kDa转位蛋白在中枢神经系统中大量表达于大脑常驻巨噬细胞——小胶质细胞线粒体外膜上。通过使用在体双光子显微镜双色成像技术【5】，超高分辨率显微镜与蛋白印迹等手段，研究人员证实了地西泮会激活小胶质细胞，提高其分支与树突棘的接触频率，并过量吞噬与降解树突棘。
综上，这项研究进一步佐证了小胶质细胞在调节树突棘方面的重要作用，并证实了通过18 kDa转位蛋白，长期摄入地西泮会影响小胶质细胞的功能，导致树突棘的丢失，最终引发认知障碍。这项研究可能会影响未来对睡眠障碍和焦虑的治疗规划，即在可能的情况下，应该首选已知对 18 kDa转位蛋白没有结合亲和力的药物。
原文链接：
https://doi.org/10.1038/s41593-022-01013-9
制版人：十一
参考文献
1. Rudolph, Uwe, and Frédéric Knoflach. 'Beyond classical benzodiazepines: novel therapeutic potential of GABAA receptor subtypes.' Nature reviews Drug discovery 10.9 (2011): 685-697.
2. Ralvenius, William T., et al. 'Analgesia and unwanted benzodiazepine effects in point-mutated mice expressing only one benzodiazepine-sensitive GABAA receptor subtype.' Nature communications 6.1 (2015): 1-12.
3. Rupprecht, Rainer, et al. 'Translocator protein (18 kDa)(TSPO) as a therapeutic target for neurological and psychiatric disorders.' Nature reviews Drug discovery 9.12 (2010): 971-988.
4. Banati, Richard B., et al. 'Positron emission tomography and functional characterization of a complete PBR/TSPO knockout.' Nature communications 5.1 (2014): 1-12.
5. Fuhrmann, Martin, et al. 'Microglial Cx3cr1 knockout prevents neuron loss in a mouse model of Alzheimer's disease.' Nature neuroscience 13.4 (2010): 411-413.
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