磷酸二酯酶4作為抗抑郁藥物作用靶點的研究

徐江平，汪海濤

(南方醫科大學 藥學院，廣東 廣州 510515)

單胺假說為抑郁癥發病機理的經典理論，目前，臨床上正在使用的抗抑郁藥均是通過增加突觸間單胺遞質濃度而起效。單胺類神經遞質通過與其相應的受體結合，觸發受體后一系列復雜的信號轉導通路，最終產生抗抑郁作用[1-3]。但是單純的單胺類神經遞質學說并不能完全解釋抑郁癥的發病機制，現行的抗抑郁藥可在數小時內增加突觸間隙的遞質濃度，但療效通常在連續治療2～4周才開始出現，而且并不是對所有的抑郁癥患者都有效，其有效率約為60%。因此，以單胺類神經遞質作為靶點的藥物不能完全緩解抑郁癥治療的困境，需要尋找新的作用靶點或探討新的作用機制，突破當前藥物治療的局限性，為抑郁癥的治療提供多種選擇，為新藥研發提供思路和理論依據。

磷酸二酯酶(phosphodiesterases，PDEs)是體內唯一負責水解第二信使環磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)和環磷酸鳥苷(cyclic guanosine monophosphate, cGMP)的酶類。磷酸二酯酶4(phosphodiesterase 4，PDE4)是PDEs大家族的成員之一， PDE4抑制劑在臨床上主要用于治療慢性阻塞性肺疾病、哮喘及銀屑病[4-5]。近年來，越來越多的研究表明PDE4可以通過多種途徑改善神經系統疾病，例如抑郁癥、老年癡呆、腦卒中等[8-10]。PDE4抑制劑對于抑郁癥的研究已經較為深入和成熟，研究認為PDE4抑制劑能夠通過調控細胞內第二信使cAMP水平，從而改善抑郁癥狀。PDE4雖已被認為是極有價值的抗抑郁藥作用靶點，經典的PDE4抑制劑咯利普蘭也曾進入Ⅱ期臨床試驗，但是幾乎所有現行的PDE4抑制劑都會產生嚴重的惡心、嘔吐等胃腸道反應，這一難以忍受的副作用迫使這類藥物不得不終止臨床試驗。為突破傳統PDE4抑制劑所具有的致嘔吐副作用這一瓶頸，新型無致嘔吐作用的PDE4抑制劑或亞型選擇性抑制劑將是下一代PDE4抑制劑研發的重點。

1 抑郁癥發病機制假說及現行抗抑郁藥存在的不足

抑郁癥是一種以心境低落、興趣缺失為主要特征的常見精神障礙性疾病，時常伴有食欲不振、失眠、疲勞感或注意力不集中等癥狀，抑郁癥具有時長、反復發作、各年齡段的男女均可發病的特點，繼而影響其學習、工作和日常生活，嚴重時還可導致自殺[6]。因此，抑郁癥已然成為全球性的主要精神衛生問題，是危害全人類的常見病、多發病。

世界衛生組織最新調查統計分析，全球抑郁癥的發生率為3.1%，發達國家接近6%，我國抑郁癥的發病率為3%～5%，目前已經有超過3000萬人患有抑郁癥。預計到2020年，精神疾病在人類疾病的負擔中將列第2位[2]，而抑郁癥則是各類精神疾病中的主要問題，占精神疾病負擔的47%。抑郁癥好發于經濟發達地區，生活在北京、上海及廣州等大城市中的白領在高競爭壓力的環境下迅速成為此病的高發人群。抑郁癥已經成為我國經濟發達省份的一個公共衛生問題及社會問題，是一個不容忽視且需迫切解決的問題。

抑郁癥的確切發病機制尚未完全明確，目前針對抑郁癥的主要假說有：①單胺假說：該假說認為抑郁癥的發病是由于大腦中單胺類遞質，如去甲腎上腺素(Norepinephrine, NE) 或5-羥色胺(5-hydroxytryptamine, 5-HT)功能缺陷所致[2-4]。增加突觸間隙中單胺類遞質濃度的抗抑郁藥物，如選擇性5-HT再攝取抑制劑已經應用50余年，但是仍存在很多不足，如起效慢，需要幾周才能改善抑郁癥狀，而且有1/3的患者對其產生抵抗。當前的抗抑郁藥物主要是通過調節腦內單胺類神經遞質水平產生抗抑郁作用。但這種治療機制并不能從根本上解釋抑郁癥治療藥物的起效延遲現象。②受體假說：在單胺假說的基礎上，突觸后受體敏感性的改變引起了人們的重視，提出抑郁癥是腦中NE、5-HT 受體敏感性增高的緣故(即超敏)。針對此假說，抗抑郁藥物的作用是依靠下調β-腎上腺素能受體和5-HT受體的數量和功能而實現的[7]。③神經營養假說：此假說認為抑郁癥的發生與大腦內腦源性神經營養因子(Brain Derived Neurotrophic Factor, BDNF)等的表達減少或功能不足有關[8]。此假說的提出主要基于3個現象：其一，尸檢顯示抑郁癥患者海馬BDNF水平顯著降低[9]；其二，實驗動物的海馬BDNF信號受損可誘發抑郁樣行為；再者，增加海馬內BDNF水平會產生抗抑郁樣作用[10]?？挂钟糁委熆梢栽黾幽X內BDNF及其特異性受體酪氨酸蛋白激酶B受體的水平，而BDNF可通過提高海馬新生神經元的存活率，促進海馬神經元的成熟及分化，提高海馬長時程突觸傳遞，增強神經突觸的可塑性而起到抗抑郁的作用[11]。④神經內分泌假說：有研究認為抑郁癥的發生與下丘腦-垂體-腎上腺軸(HPA軸)、下丘腦-垂體-甲狀腺軸(HPT軸)及下丘腦-垂體-性腺軸(HPG軸)功能異常有關[12]。這一假說認為：抑郁癥的主要原因是由于應激導致的HPA軸紊亂，引起體內糖皮質激素水平的增加，進而發生海馬神經元功能障礙和結構改變(如海馬及前額皮質體積縮小及萎縮)，甚至發生神經元變性和死亡，在抑郁癥患者的體內，確實檢測到高濃度的糖皮質激素的水平[13]，為這一學說提供了依據。雖然，抑郁癥的發病機制提出了上述假說，但目前臨床上使用的抗抑郁藥物還是以單胺遞質為作用靶標。

目前臨床治療所用的抗抑郁藥主要有單胺氧化酶抑制劑、選擇性5-HT再攝取抑制劑、三環類抗抑郁藥等等。這些藥物僅對部分患者有治療效果，而且起效慢，存在很多不良反應，病人服藥順從性較差。因此，積極尋找新型抗抑郁藥物，為病人提供多種治療選擇，探索抑郁癥作用的新靶點，現已成為抗抑郁研究領域的熱點。

2 磷酸二酯酶家族

cAMP和cGMP是細胞內的第二信使, 它們在視覺、嗅覺、代謝、肌肉收縮、記憶、免疫反應、神經傳遞、胞吐作用、細胞生長和分化等生理過程中起重要作用[15-16]。cAMP和cGMP的合成和降解受到精密調控：腺苷酸環化酶(AC)和鳥苷酸環化酶(GC)分別將ATP和GTP轉變為相應的環化形式。1958年，Sutherland和Rall首次在組織提取物中發現一種具有水解 cAMP和cGMP的蛋白，即PDE[17]。PDE催化cAMP和cGMP水解開環，分別生成非活性形式的5’-AMP或5’-GMP。PDE家族是一個多基因的大家族，也是體內目前發現的唯一能夠水解cAMP和cGMP的酶家族。

根據PDE對底物的特異性、酶動力學特征、抑制劑的敏感性和氨基酸的序列不同，可將PDE分為11個亞家族(PDE1-11)[18-19]。各個家族或者同一家族中的不同成員在不同的組織、細胞和亞細胞區域中表達，精確調控各種細胞的生理功能；不同的PDE 同工酶可以特異性地調節細胞內特定的信號通路，產生特定的生理功能，同時該PDE介導的通路又可被其他的信號通路所調節，最終實現對細胞功能的精細調節。因此，PDEs在功能和藥理方面都具有重要研究價值。

在PDE的11個亞家族中，PDE4是最重要的水解cAMP酶，其理由在于PDE4與cAMP的親和力極高, Km值為1-3 μM，另外PDE4是特異性作用于cAMP的酶，對cGMP及鈣調蛋白激酶的作用較弱，這就決定了PDE4在調節細胞內cAMP的功能方面具有重要地位[20]。PDE4由4個基因編碼，分別為PDE4A、B、C、D，經過復雜的剪接過程形成25種剪接變異體。PDE4結構分為兩部分：催化域和調節域。催化域高度保守；調節域，特別是N末端調節域結構的巨大差異對PDE4亞型參與調節不同的生理過程起關鍵作用。目前，根據N末端的特殊結構可以將PDE4分為3種形式：長鏈(long-form)，短型(short-form)和超短型(super short-form)。長鏈 PDE4結構包括：N-terminal螺旋結構，upstream conversed region 1(UCR1)，upstream conversed region 2 (UCR2)，link region 2 (LR2 linker)，catalytic domain和C-terminal螺旋結構。短型PDE4缺失了UCR1，超短型PDE4則缺失UCR1和部分UCR2[21]。

3 磷酸二酯酶4及其抑制劑作用的信號通路

3.1 PDE4抑制劑與cAMP/PKA/CREB信號通路針對現行抗抑郁藥存在的問題，近20年來，研究人員一直在探索新的抗抑郁藥靶點。其中，PDE4一直被認為是一個潛在的抗抑郁靶點而被大量研究。PDE4能夠特異性地催化第二信使cAMP的水解，對調節細胞內cAMP濃度起關鍵的作用。PDE4抑制劑能夠抑制PDE4對cAMP的水解，使cAMP在細胞內積聚，激活cAMP依賴性蛋白激酶A(protein kinase A, PKA)，PKA催化亞基進入細胞核內，促進cAMP反應元件結合蛋白(cAMP-response element binding protein, CREB)的133位絲氨酸(Ser133)磷酸化，即活化cAMP/PKA/CREB信號通路。CREB是一類轉錄因子，Ser133被磷酸化激活后，可通過調控一系列下游靶基因，而產生相應效應，如抗抑郁樣作用等[22-24]。尸檢顯示，抑郁癥患者海馬及前額皮層中磷酸化CREB (pCREB Ser33)水平顯著降低，而長期抗抑郁藥處理可以升高海馬及前額皮層pCREB (Ser133)的表達[25]。大鼠海馬齒狀回注入編碼CREB的病毒載體可在強迫游泳實驗和獲得性無助實驗中產生抗抑郁樣作用[26]。PDE4抑制劑通過抑制cAMP水解，增加pCREB (Ser133)水平，可以激活很多基因轉錄，其中包括BDNF和其他營養因子，通過介導下游信號通過而發揮抗抑郁作用；BDNF和CREB還可以增加齒狀回神經前體細胞增殖及新生神經元的存活，通過促進神經發生及突觸可塑性從而發揮抗抑郁樣作用[27-28]。神經發生在抑郁癥中扮演重要角色，抑郁狀態下海馬神經發生減少，且相對于正常小鼠，神經發生缺陷的小鼠在急性應激后，抑郁癥狀更明顯[29]。目前對于PDE4抑制劑改善抑郁癥的作用機制，多歸結于cAMP/PKA/CREB信號通路。即PDE4抑制劑抑制PDE4酶活性，升高了細胞內第二信使cAMP水平，進而激活PKA，PKA的活化促進CREB的磷酸化，后者是改善動物抑郁樣癥狀的關鍵[22, 28-29]。

在PDE4抑制劑發揮其抗抑郁作用時，是否還有其他信號通路的參與還不清楚，值得深入研究。

3.2 PDE4抑制劑與cAMP/Epac/MEK/ERK/CREB信號通路 細胞外調節蛋白激酶1/2(Extracellular Regulated Protein Kinases, ERK1/2) 是重要的絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶,它的底物包括轉錄因子、組蛋白、細胞內其他重要的激酶以及K+通道等。這些物質都是細胞內的重要組成成分，是學習記憶形成及情緒調控過程中必不可少的物質[30]。CREB的激活亦可通過ERK1/2信號通路來實現，PDE4抑制劑可增加細胞內cAMP水平，后者可直接激活PKA和/或另一種由cAMP直接激活的交換蛋白(Exchange protein activated by cAMP, Epac)。Epac能進一步激活small GTPases Rap1，Rap1活化后刺激B-Raf，后者磷酸化絲裂原活化蛋白激酶激酶(mitogen activated protein kinase kinase, MEK)，MEK為ERK的上游激酶，從而活化ERK[31]。ERK被Epac激活后，也可通過激活核糖體S6激酶(ribosomal S6 kinase, RSK)來激活CREB，從而作用于CRE, 啟動CRE依賴性的轉錄[32-33]。

此外，ERK也可直接磷酸化轉錄因子CREB。利用腦立體定位技術分別阻斷海馬和前額葉皮質的ERK信號通路，觀察大鼠的抑郁行為反應。結果發現海馬ERK通路阻斷后，大鼠出現快感缺失和明顯的焦慮等抑郁癥的核心癥狀；前額葉皮質ERK通路阻斷后，大鼠表現為快感缺失和活動水平的降低。該研究結果表明海馬和前額葉皮質的ERK信號通路都參與了抑郁行為的調節，海馬或前額葉皮質的ERK信號通路損傷都可導致明顯的抑郁行為反應[30]。

3.3 PDE4抑制劑與其他信號通路 除了上述cAMP/PKA/CREB及cAMP/Epac/MEK/ERK/CREB兩條信號通路研究的相對深入外，神經細胞內PKA被cAMP活化后，亦可作用于B-Raf增加ERK1/2的磷酸化；同時PKA還可通過抑制C-Raf來抑制ERK1/2的活性[34]。因此就ERK1/2而言，PDE4抑制劑既能增加其磷酸化，亦可抑制其磷酸化，PDE4抑制劑的最終效應往往依賴于特定的細胞內環境。在抑郁癥狀態下，PDE4抑制劑對B-Raf及C-Raf下游信號通路的影響還有較多問題需進一步研究。

另外，PDE4抑制劑通過激活PKA繼而促進糖原合成激酶3β (glycogen synthase kinase -3β, GSK-3β)的磷酸化。GSK-3β已被證實參與精神疾病的發病過程，目前臨床上常用的鋰制劑，其作用機制之一就是刺激GSK-3β的磷酸化，從而抑制GSK-3β的活性。PKA可作用于GSK-3β的Ser9位點，使GSK-3β失活[35]。GSK-3β在活化狀態下，可以增加CREB的磷酸化，只是CREB磷酸化的位點有別于PKA直接磷酸化CREB時的位點(Ser133), GSK-3β磷酸化CREB的位點為Ser129，有關CREB的Ser129被磷酸化后的生理作用還有待進一步的研究。

有研究顯示CREB的Ser129磷酸化后，會阻礙pCREB(Ser133) 與其下游基因啟動子的結合，從而發揮負性調節作用。然后亦有報道顯示突變Ser129后，pCREB Ser133介導其下游基因轉錄的功能大大減弱[36]，這一原因可能與細胞所處的微環境的差別及特定的疾病狀態有關。

4 新型PDE4抑制劑

近年來，在PDE家族中，PDE4抑制劑的研究最為廣泛[37]。PDE4抑制劑是世界科研工作者和跨國醫藥公司追逐的熱點，研究主要集中在PDE4抑制劑對呼吸系統[38-39]和中樞神經系統疾病[40- 41]的治療作用，如第1代PDE4抑制劑咯利普蘭(Rolipram)可以改善東莨菪堿[42]、Aβ42[43]以及NMDA受體拮抗劑[44]所致的大鼠學習記憶損害。第2代PDE4抑制劑羅氟司特(Roflumilast)是治療慢性阻塞性肺疾病伴支氣管炎的一線藥物。這些結果顯示出PDE4抑制劑具有可觀的臨床治療前景。在11 個PDE 亞家族中有8 個家族可以降解cAMP，其中PDE4可以特異地降解cAMP，在不同時間空間調節cAMP 濃度，對cAMP 介導的信號反應區域化起重要作用。PDE4的活性和數量可以通過翻譯后修飾進行短期調節，亦可在轉錄水平長期調節。

PDE4抑制劑在抑郁動物模型的行為學實驗中表現出了很好的抗抑郁效果，其中經典的PDE4抑制劑咯利普蘭，在臨床前研究及I期臨床試驗中表現出較好的抗抑郁作用，其效能強于三環類抗抑郁藥阿米替林，且起效快，但其劑量依賴性的嚴重胃腸道不良反應使其最終不能通過臨床試驗[30]。因此，開發能避免嘔吐反應的新型PDE4抑制劑在抑郁癥的治療上具有很好的應用前景。

目前已研發出數種不致嘔吐作用的新型PDE4抑制劑，Chlorbipram是一種新型PDE4D選擇性抑制劑，近期證實Chlorbipram能顯著降低小鼠在強迫游泳實驗和懸尾實驗中的不動時間，對行為絕望小鼠的抑郁樣行為有很好的改善作用[45]，提示Chlorbipram可能具有一定的抗抑郁作用。在比格犬嘔吐模型比較試驗中發現，傳統PDE4抑制劑咯利普蘭、Chlorbipram在給藥后10 min內均出現明顯的嘔吐反應[45]，而Chiorbipram給藥后120 min內未見致嘔吐作用。GSK356278是葛蘭素史克公司研發的另一種新型PDE4抑制劑，尤其對PDE4B的抑制作用更為明顯，pIC50=8.8 μm，臨床擬用于抑郁癥及焦慮癥的治療。

動物實驗及臨床Ι期試驗均未發現有明顯的致嘔吐作用[46]，是一個具有較大潛力的抗抑郁藥物。其他沒有明顯致嘔吐作用的化合物，如ASP3258、GSK256066等均在臨床前實驗中證實具有極低的止嘔吐潛能[47-48]。這些化合物的開發為PDE4抑制劑治療抑郁癥帶來厚望。

5 展望

大量動物實驗都證實了PDE4抑制劑具有顯著的抗抑郁樣作用，這一作用更是在臨床試驗中得到了證實且具有很好的重復性，然而因其引起嚴重的惡心、嘔吐副作用，至今還沒有一種PDE4抑制劑通過臨床試驗并獲批準。由于PDE4在全身各個系統均有表達，非選擇性抑制劑必定會影響到各個系統的cAMP水平，從而產生副作用，研發PDE4亞型及亞亞型抑制劑將能提高靶點的特異性，這一要求需要很清楚PDE4各亞亞型蛋白在氨基酸序列及結構上的差異，并能充分利用這些差異。Burgin等人最近提出PDE4變構調節理論，該理論認為化合物可以作用于PDE4的非催化中心，通過改變PDE4的構像實現部分抑制PDE4酶活性，從而保證cAMP維持在某一基礎水平而不至于過高，這將有利于消除PDE4完全抑制后所產生的副作用[49]，但是這一理論還需進一步的論證。另外，亦可通過顯性失活突變的方式達到抑制PDE4酶活性的作用，通過高表達突變的PDE4蛋白，替代體內有功能的PDE4，從而活化增加cAMP及活化PKA，可實現類似PDE4抑制劑的作用[50]，然而這些策略距離臨床應用仍還有一段距離。

[參考文獻]

[1] Willner P, Scheel-Krüger J, Belzung C. The neurobiology of depression and antidepressant action [J]. Neurosci Biobehav Rev, 2013, 37(10):2331-2371.

[2] Homberg J R, Molteni R, Calabrese F, et al. The serotonin-BDNF duo: Developmental implications for the vulnerability to psychopathology [J]. Neurosci Biobehav Rev, 2014, 43:35-47.

[3] Outhred T, Hawkshead B E, Wager T D, et al. Acute neural effects of selective serotonin reuptake inhibitors versus noradrenaline reuptake inhibitors on emotion processing: Implications for differential treatment efficacy [J]. Neurosci Biobehav Rev, 2013, 37(8):1786-1800.

[4] Beghè B, Rabe K F, Fabbri L M. Phosphodiesterase-4 inhibitor therapy for lung diseases[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2013, 188(3):271-278.

[5] Gavaldà A, Roberts R S. Phosphodiesterase-4 inhibitors: a review of current developments (2010 - 2012) [J]. Expert Opin Ther Pat, 2013, 23(8):997-1016.

[6] Mahar I, Bambico F R, Mechawar N, et al. Stress, serotonin, and hippocampal neurogenesis in relation to depression and antidepressant effects [J]. Neurosci Biobehav Rev, 2014, 38:173-192.

[7] Elhwuegi A S. Central monoamines and their role in major depression [J]. Prog Neuropsychopharmacol Biol Psychiatry, 2004, 28(3):435-451.

[8] Ray M T, Shannon Weickert C, Webster M J. Decreased BDNF and TrkB mRNA expression in multiple cortical areas of patients with schizophrenia and mood disorders [J]. Transl Psychiatry, 2014, 4:e389.

[9] Berton O, Nestler E J. New approaches to antidepressant drug discovery: beyond monoamines [J]. Nat Rev Neurosci, 2006, 7(2): 137-151.

[10] Angelucci F, Brenè S, Mathé A A. BDNF in schizophrenia, depression and corresponding animal models [J]. Mol Psychiatry, 2005, 10(4): 345-352.

[11] Pittenger C, Duman R S. Stress, depression, and neuroplasticity: a convergence of mechanisms [J]. Neuropsychopharmacology,2008,33(1): 88-109.

[12] Schüle C. Neuroendocrinological mechanisms of actions of antidepressant drugs [J]. J Neuroendocrinol, 2007,19(3): 213-226.

[13] Lopresti A L, Hood S D, Drummond P D. A review of lifestyle factors that contribute to important pathways associated with major depression: diet, sleep and exercise [J]. J Affect Disord, 2013, 148(1):12-27.

[14] Ng J, Heales S J, Kurian M A. Clinical features and pharmacotherapy of childhood monoamine neurotransmitter disorders [J]. Paediatr Drugs, 2014, 16(4):275-291.

[15] Berdeaux R, Stewart R. cAMP signaling in skeletal muscle adaptation: hypertrophy, metabolism, and regeneration [J]. Am J Physiol Endocrinol Metab, 2012, 303(1):e1-17.

[16] Kandel E R. The molecular biology of memory: cAMP, PKA, CRE, CREB-1, CREB-2, and CPEB[J]. Mol Brain, 2012, 5: 14.

[17] Sutherland E W, Rall T W. Fractionation and characterization of a cyclic adenine ribonucleotide formed by tissue particles [J]. J Biol Chem, 1958, 232(2): 1077-1091.

[18] Jin S L, Ding S L, Lin S C. Phosphodiesterase 4 and its inhibitors in inflammatory diseases [J]. Chang Gung Med J, 2012, 35(3): 197-210.

[19] Francis S H, Turko I V, Corbin J D. Cyclic nucleotide phosphodiesterases: relating structure and function [J]. Prog Nucleic Acid Res Mol Biol, 2001, 65: 1-52.

[20] Richter W, Menniti F S, Zhang H T, et al. PDE4 as a target for cognition enhancement [J]. Expert Opin Ther Targets, 2013,17(9):1011-1027.

[21] Rose G M, Hopper A, De Vivo M, et al. Phosphodiesterase inhibitors for cognitive enhancement [J]. Curr Pharm Des, 2005, 11(26):3329-3334.

[22] Wang Z Z, Zhang Y, Liu Y Q, et al. RNA interference-mediated phosphodiesterase 4D splice variants knock-down in the prefrontal cortex produces antidepressant-like and cognition-enhancing effects [J]. Br J Pharmacol, 2013, 168(4):1001-1014.

[23] Park S J, Ahmad F, Philp A, et al. Resveratrol ameliorates aging-related metabolic phenotypes by inhibiting cAMP phosphodiesterases [J]. Cell, 2012, 148(3):421-433.

[24] Zhang H T, Huang Y, Suvarna N U, et al. Effects of the novel PDE4 inhibitors MEM1018 and MEM1091 on memory in the radial-arm maze and inhibitory avoidance tests in rats [J]. Psychopharmacology (Berl), 2005, 179(3): 613-619.

[25] Dowlatshahi D, MacQueen G M, Wang J F, et al. Increased temporal cortex CREB concentrations and antidepressant treatment in major depression [J]. Lancet, 1998, 352(9142): 1754-1755.

[26] Chen A C, Shirayama Y, Shin K H, et al. Expression of the cAMP response element binding protein (CREB) in hippocampus produces an antidepressant effect [J]. Biol Psychiatry, 2001, 49(9): 753-762.

[27] Li Y F, Cheng Y F, Huang Y, et al. Phosphodiesterase-4D knock-out and RNA interference-mediated knock-down enhance memory and increase hippocampal neurogenesis via increased cAMP signaling [J]. J Neurosci, 2011, 31(1):172-183.

[28] Zhang C, Cheng Y, Wang H, et al. RNA interference-mediated knockdown of long-form phosphodiesterase-4D (PDE4D) enzyme reverses amyloid-β42-induced memory deficits in mice [J]. J Alzheimers Dis, 2014, 38(2):269-280.

[29] Li Y F, Huang Y, Amsdell S L, et al. Antidepressant- and anxiolytic-like effects of the phosphodiesterase-4 inhibitor rolipram on behavior depend on cyclic AMP response element binding protein-mediated neurogenesis in the hippocampus [J]. Neuropsychopharmacology, 2009, 34(11): 2404-2419.

[30] Qi X, Lin W, Wang D, et al. A role for the extracellular signal-regulated kinase signal pathway in depressive-like behavior [J]. Behav Brain Res, 2009, 199(2):203-209.

[31] Misra U K, Pizzo S V. Epac1-induced cellular proliferation in prostate cancer cells is mediated by B-Raf/ERK and mTOR signaling cascades [J]. J Cell Biochem, 2009, 108(4):998-1011.

[32] Kwak H J, Park K M, Choi H E, et al. PDE4 inhibitor, roflumilast protects cardiomyocytes against NO-induced apoptosis via activation of PKA and Epac dual pathways [J]. Cell Signal, 2008, 20(5):803-814.

[33] Choi Y H, Lee S N, Aoyagi H, et al. The extracellular signal-regulated kinase mitogen-activated protein kinase/ribosomal S6 protein kinase 1 cascade phosphorylates cAMP response element-binding protein to induce MUC5B gene expression via D-prostanoid receptor signaling [J]. J Biol Chem, 2011, 286(39):34199-34214.

[34] Marquette A, André J, Bagot M, et al. ERK and PDE4 cooperate to induce RAF isoform switching in melanoma[J]. Nat Struct Mol Biol,2011,18(5):584-591.

[35] Zhou X, Wang H, Burg M B, et al. Inhibitory phosphorylation of GSK-3β by AKT, PKA, and PI3K contributes to high NaCl-induced activation of the transcription factor NFAT5 (TonEBP/OREBP)[J]. Am J Physiol Renal Physiol, 2013, 304(7): 908-917.

[36] Larabee J L, Maldonado-Arocho F J, Pacheco S, et al. Glycogen synthase kinase 3 activation is important for anthrax edema toxin-induced dendritic cell maturation and anthrax toxin receptor 2 expression in macrophages [J]. Infect Immun, 2011,79(8):3302-3308.

[37] Schudt C, Hatzelmann A, Beume R, et al. Phosphodiesterase inhibitors: history of pharmacology[J]. Handb Exp Pharmacol, 2011, (204): 1-46.

[38] Wardle A J, Tulloh R M. Evolving management of pediatric pulmonary arterial hypertension: impact of phosphodiesterase inhibitors [J]. Pediatr Cardiol, 2013, 34(2): 213-219.

[39] Mokry J, Mokra D. Immunological aspects of phosphodiesterase inhibition in the respiratory system [J]. Respir Physiol Neurobiol, 2013,187(1): 11-17.

[40] Filippov V, Song M A, Zhang K, et al. Increased ceramide in brains with Alzheimer's and other neurodegenerative diseases [J]. J Alzheimers Dis, 2012, 29(3): 537-547.

[41] Bollen E, Prickaerts J. Phosphodiesterases in neurodegenerative disorders [J]. IUBMB Life, 2012, 64(12): 965-970.

[42] Rutten K, Prickaerts J, Blokland A. Rolipram reverses scopolamine-induced and time-dependent memory deficits in object recognition by different mechanisms of action [J]. Neurobiol Learn Mem, 2006, 85(2): 132-138.

[43] Gong B, Vitolo O V, Trinchese F, et al. Persistent improvement in synaptic and cognitive functions in an Alzheimer mouse model after rolipram treatment [J]. J Clin Invest, 2004, 114(11): 1624-1634.

[44] Davis J A, Gould T J. Rolipram attenuates MK-801-induced deficits in latent inhibition [J]. Behav Neurosci, 2005, 119(2): 595-602.

[45] Zhang M Z, Zhou Z Z, Yuan X, et al. Chlorbipram: a novel PDE4 inhibitor with improved safety as a potential antidepressant and cognitive enhancer [J]. Eur J Pharmacol, 2013,721(1-3):56-63.

[46] Rutter A R, Poffe A, Cavallini P, et al. GSK356278, a potent, selective, brain-penetrant phosphodiesterase 4 inhibitor that demonstrates anxiolytic and cognition-enhancing effects without inducing side effects in preclinical species [J]. J Pharmacol Exp Ther, 2014,350(1):153-163.

[47] Kobayashi M, Kubo S, Shiraki K,et al. Therapeutic potential of ASP3258, a selective phosphodiesterase 4 inhibitor, on chronic eosinophilic airway inflammation[J]. Pharmacology, 2012, 90(3-4):223-232.

[48] Nials A T, Tralau-Stewart C J, Gascoigne M H, et al. In vivo characterization of GSK256066, a high-affinity inhaled phosphodiesterase 4 inhibitor[J]. J Pharmacol Exp Ther, 2011, 337(1):137-144.

[49] Burgin A B, Magnusson O T, Singh J, et al. Design of phosphodiesterase 4D (PDE4D) allosteric modulators for enhancing cognition with improved safety [J]. Nat Biotechnol, 2010, 28(1):63-70.

[50] Houslay M D. Underpinning compartmentalised cAMP signalling through targeted cAMP breakdown [J]. Trends Biochem Sci, 2010, 35(2):91-100.