糖基化终末产物促SH-SY5Y细胞β-淀粉样蛋白生成及相关机制

目的通过研究糖基化终末产物(AGEs-BSA)对培养的人神经母细胞瘤细胞(SH-SY5Y细胞)β-淀粉样蛋白(Aβ)的生成,以及淀粉样前体蛋白(APP)及相关酶—β-分泌酶(BACE1)、γ-分泌酶(PS1)的表达的影响,在体外水平探讨AGEs-BSA在阿尔茨海默病(AD)发病中的作用及其可能的机制。方法以培养的SH-SY5Y细胞为模型,将细胞随机分为4组。用MTT实验得到的AGEs-BSA最佳干预时间及浓度干预细胞,用免疫细胞化学方法及ELISA方法观察及检测各组细胞内Aβ1-40、Aβ1-42表达,用免疫印迹法检测各组细胞内APP、BACE1、PS1变化。结果 BSA组与空白对照组相比APP、BACE1、PS1、Aβ的表达无明显差异(P>0.05);AGEs-BSA组与BSA组相比APP、BACE1、PS1、Aβ的表达明显增加(P<0.05);AGEs-BSA+抗RAGE中和抗体组APP、BACE1、PS1、Aβ的表达较单纯AGEs-BSA组明显减少(P<0.05),但仍高于BSA组(P<0.05)。结论 糖基化终末产物能够促使SH-SY5Y细胞中APP的表达增加,并通过上调BACE1、PS1的活性使Aβ生成增加。通过阻断其与特异性受体RAGE的结合可以部分减少APP、BACE1、PS1及Aβ的表达和生成。     

β分泌酶在β-淀粉样蛋白代谢中作用的研究进展

大量的实验研究提示β-淀粉样蛋白（Aβ）在阿尔茨海默病（AD）的发病机理中起重要作用。老年斑（SP）是AD的两大病理改变之一，主要是由Aβ在脑中逐渐沉积所致。Aβ来源于I型跨膜蛋白淀粉样前体蛋白（APP）。目前已知有三种分泌酶参与APP的分解代谢，     

钙调神经磷酸酶在阿尔茨海默病中作用机制的研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer's diease,AD)是以进行性认知功能下降和记忆力减退为主要特征的神经系统退行性疾病.AD的主要病理特征是神经原纤维缠结(neuro-fibrillary tangles,NFTs)和细胞外淀粉样老年斑(senile plaques,SP)的形成.NFTs是由于过度磷酸化的微管相关蛋白Tau于神经元内高度螺旋化而成.SP是由淀粉样前蛋白(amyloid precursor protein,APP)在β-分泌酶(β-secretase)和γ-分泌酶(γ-secretase)水解作用下形成β-淀粉样肽(β-amyloid peptid,Aβ)在细胞外沉积而成.除少数家族性AD外,大部分散发性AD的发病机制尚未明确.近年来关于AD发病机制研究很多,有β-淀粉样蛋白瀑布假说、tau蛋白假说、钙离子失衡假说等.已经有研究证实钙调神经磷酸酶(calcineurin,CaN)与Tau蛋白的磷酸化[1]、突触的可塑性[2]及神经元细胞的凋亡[3]等有关,但CaN在AD中的具体机制还不甚明了.本文就CaN在AD中的作用机制进行综述.     

β-淀粉样肽与阿尔茨海默病

阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)是老年人群中最常见的一种痴呆症,为病因和发病机制尚不清楚的神经系统退行性病变。AD的组织病理学表现主要为老年斑(senile plaques,SP),神经元纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs),以及由凋亡引起的区域性神经细胞死亡等。患者脑内老年斑主要是由具有神经毒性和血管毒性的β淀粉肽(β-amyloid,Aβ)生成。由于AD为多因异质性疾病,目前Aβ-淀粉样肽级联假说引起广泛关注和重视,本文就近年关于Aβ与AD的关系作一综述。     

APP胞内转运及其影响因素在阿尔茨海默病发生发展机制研究中的进展

β淀粉样蛋白(β-amyloid peptide, Aβ)在脑组织中沉积形成的淀粉样斑块是阿尔茨海默病(AD)的主要病理机制之一。β淀粉样前体蛋白(APP)经淀粉样降解产生Aβ。APP在内质网生成后的胞内转运过程极其复杂, 其影响因素较多, 本文综述了APP胞内转运路径, 重点描述了糖基化、磷酸化、泛素化、脂质化以及结合蛋白对APP胞内转运的影响, 意在从翻译后修饰、结合蛋白两个视角阐释APP胞内转运及其降解调节, 以期进一步阐明AD的发生发展机制, 并为AD干预和(或)治疗新策略提供思路。     

胆固醇与淀粉样蛋白代谢关系的研究进展

阿尔茨海默病(AD)的潜在病因和发病机制目前有多种假说,其中淀粉样前体蛋白(APP)代谢异常、以β-淀粉样蛋白(Aβ)为核心的老年斑异常沉积得到学术界普遍认同.神经元膜胆固醇水平的改变和(或)胆固醇在亚细胞结构中的分布被认为与Aβ的形成、异常聚集、神经毒性以及降解有着潜在关联.基于流行病学以及基础医学研究提示高胆固醇与AD相关联,人们进行了大量关于降低胆固醇的药物特别是他汀类药物治疗AD疗效的临床研究.     

阿尔茨海默病与早老素蛋白

阿尔茨海默病(Alzheimer'sdisease,AD)与遗传因素密切相关。研究发现,大多数早发性家族性AD(FAD)和部分散发性AD(SAD)患者存在早老素蛋白(presenilin,PS)基因突变。PS基因变异可引起β-淀粉样蛋白前体蛋白的加工和运输异常,产生过多的β-淀粉样蛋白(Aβ)而形成老年斑。对于SAD,PS表达的改变引起细胞骨架蛋白(如微管相关蛋白tau)之间的相互作用异常,而与神经纤维缠结(NFT)的形成有关。另外,PS使神经细胞对凋亡刺激的敏感性增强,以及PS基因突变产生过多的Aβ能引起脑内Bax表达增强,促进神经细胞的凋亡过程,引起AD脑内广泛的神经元减少或丢失。因此,PS在AD的发病中起到重要作用。     

游离锌离子在APP/PS1转基因鼠脑老年斑内分布的研究

目的研究阿尔茨海默病(AD)动物模型-APP/PS1转基因鼠大脑内游离锌离子和β淀粉样蛋白前体蛋白(APP)在老年斑内的分布。方法分别应用浸入式锌金属自显影技术和APP免疫组织化学技术检测游离锌离子和APP在APP/PS1转基因鼠大脑内的分布。结果游离锌离子和APP免疫阳性反应产物均定位于老年斑内,新皮质和海马区域含有大量的老年斑,脑内其他部位有很少或没有老年斑。结论APP/PS1转基因鼠大脑β淀粉样蛋白(Aβ)老年斑内聚集着大量的锌离子,提示锌离子可能在Aβ老年斑的形成过程中起重要作用。     

淀粉样蛋白在阿尔茨海默病中的作用及机制研究

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)亦称老年性痴呆症,是引起痴呆的重要疾病来源,是一种以进行性认知功能障碍和记忆力损害为主的中枢神经系统退行性疾病.自1906年Alzheimer首次命名并报道该疾病以来,人们一直在寻找其发病机制及预防和治疗措施.虽然AD的病因复杂,但其具有三个特征性的病理改变,即形成以淀粉样蛋白(Aβ)沉积为核心的老年斑(SP)[1],Tau蛋白过度磷酸化异常聚集形成的神经元内神经纤维缠结(NFTs),神经元脱失.尽管发病机制目前还不十分明确,但Aβ作为AD发病的始动因子已基本得到认可.     

沂蒙山区阿尔茨海默病与淀粉样β蛋白及其前体基因的相关研究

目的　探讨阿尔茨海默病 (AD)与淀粉样 β蛋白 (Aβ)及其前体 (APP)基因的关系。 方法　研究 32例沂蒙山区AD患者 ,并设对照组 30例 ,检测脑脊液Aβ水平、APP基因表达量。 结果　AD组Aβ水平 (13.6 2 7±9.335 ) μg/L、APP表达量 (16 2 4± 2 98)拷贝 / μl。均明显高于对照组 (P <0 .0 1)。结论　痴呆程度与Aβ水平、APP基因表达量呈正相关。AD与Aβ、APP密切相关。但APP表达量在AD的诊断中不具特异性。     

阿尔茨海默病分子遗传学研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)又称老年性痴呆,是老年人常见的神经系统变性疾病。AD的病因很复杂,但年龄老化与遗传因素为众所共识的病因。目前作用明确的与AD发生相关的基因主要有淀粉样前体蛋白基因、早老素-1基因、早老素-2基因和载脂蛋白E基因,而这4种基因的遗传特性只能解释很少部分AD发病,这就提示还有其他遗传因素参与AD的发病。本文综述了近10年来一些主要的AD候选基因的研究进展。     

脑胰岛素信号在阿尔兹海默症模型小鼠渐进过程中的改变

目的：探讨阿尔兹海默症（Alzheimer’s disease,AD）形成过程中脑胰岛素信号及葡萄糖转运体（glucose transporters,GLUTs）表达的改变,为AD早期诊断提供依据。方法：借助APP/PS1转基因AD模型小鼠,运用Western blot检测该模型鼠皮层和海马区域胰岛素信号通路相关蛋白的表达。结果：与对照组相比,AD模型鼠在3月龄时,表现为脑胰岛素信号应激性激活,下游AKT/GSK3β等胰岛素信号分子磷酸化水平升高,而GLUTs此时表达变化不明显;5月龄时,该模型表现为脑胰岛素信号磷酸化水平显著下降,其下游AKT/GSK3β等信号分子磷酸化水平表达下调,同时观察到海马中GLUT3、GLUT4表达下调,AD病理性蛋白（APP）、Tau蛋白磷酸化水平显著增加。结论：胰岛素信号紊乱和葡萄糖转运体在AD形成过程中发生紊乱,且随年龄增长,具有紊乱加剧的趋势。     

The molecular bases of Alzheimer's disease and other neurodegenerative disorders

Alzheimer's disease, the cause of one of the most common types of dementia, is a brain disorder affecting the elderly and is characterized by the formation of two main protein aggregates: senile plaques and neurofibrillary tangles, which are involved in the process leading to progressive neuronal degeneration and death. Neurodegeneration in Alzheimer's disease is a pathologic condition of cells rather than an accelerated way of aging. The senile plaques are generated by a deposition in the human brain of fibrils of the beta-amyloid peptide (Abeta), a fragment derived from the proteolytic processing of the amyloid precursor protein (APP). Tau protein is the major component of paired helical filaments (PHFs), which form a compact filamentous network described as neurofibrillary tangles (NFTs). Experiments with hippocampal cells in culture have indicated a relationship between fibrillary amyloid and the cascade of molecular signals that trigger tau hyperphosphorylations. Two main protein kinases have been shown to be involved in anomalous tau phosphorylations: the cyclin-dependent kinase Cdk5 and glycogen synthase kinase GSK3beta. Cdk5 plays a critical role in brain development and is associated with neurogenesis as revealed by studies in brain cells in culture and neuroblastoma cells. Deregulation of this protein kinase as induced by extracellular amyloid loading results in tau hyperphosphorylations, thus triggering a sequence of molecular events that lead to neuronal degeneration. Inhibitors of Cdk5 and GSK3beta and antisense oligonucleotides exert protection against neuronal death. On the other hand, there is cumulative evidence from studies in cultured brain cells and on brains that oxidative stress constitutes a main factor in the modification of normal signaling pathways in neuronal cells, leading to biochemical and structural abnormalities and neurodegeneration as related to the pathogenesis of Alzheimer's disease. This review is focused on the main protein aggregates responsible for neuronal death in both sporadic and familial forms of Alzheimer's disease, as well as on the alterations in the normal signaling pathways of functional neurons directly involved in neurodegeneration. The analysis is extended to the action of neuroprotective factors including selective inhibitors of tau phosphorylating protein kinases, estrogens, and antioxidants among other molecules that apparently prevent neuronal degeneration.     

APP/PS1双转基因老年性痴呆小鼠早期病理和认知行为变化

【目的】探讨APP/PS1双转基因老年性痴呆(Alzheimer’s disease,AD)模型小鼠早期病理和行为学变化。【方法】选取5、7月龄的APP/PS1双转基因小鼠和非转基因小鼠,采用刚果红染色法和定量方法,并结合Morris水迷宫行为学测试,对其脑内淀粉样斑块积聚与学习记忆能力的月龄变化关系进行研究。【结果】(1)7月龄的双转基因组小鼠的空间辨别学习记忆能力与非转基因组小鼠比较差异有统计学意义(P<0.05);(2)APP/PS1双转基因组小鼠在5、7月龄时海马与脑皮质均观察到明显的橘红色斑块沉积,但非转基因组小鼠海马及脑皮质均未观察到淀粉样斑块沉积。【结论】7月龄APP/PS1双转基因小鼠的学习记忆能力下降,APP/PS1双转基因小鼠大脑皮层和海马部位淀粉样斑块的早期出现随年龄依赖性增加。     

IETM对拟阿尔茨海默病大鼠认知功能及APP、PS1基因表达的影响

目的探讨肠源性内毒素血症（IETM）对拟阿尔茨海默病（AD）大鼠认知功能和B淀粉样前体蛋白（APP）、早老素1（PSl）基因表达的影响。方法选用Wistar大鼠,连续注射D-半乳糖和A1C1,90d制备拟AD动物模型。运用Morris水迷宫实验检测大鼠学习记忆能力,鲎试剂法检测脂多糖（LPS）含量,ELISA法检测肿瘤坏死因子-α（TNF-α）水平,RT-PCR法检测APP、PSl基因的表达。结果拟AD大鼠逃避潜伏期延长（P〈0．05）,LPS、TNF-α水平增加（P〈0．05）,且APP、PSl基因表达水平增加（P〈0．05）。结论拟AD大鼠模型伴有IETM,其可能是AD发生的危险因素。     

Targeting PDE4 for Alzheimer’s Disease and Alcoholism: An implication in Alcohol-Related Dementia?

Background: Phosphodiesterase 4 (PDE4), one of the 11 PDE enzyme families that hydrolyze cyclic nucleotides, is critical for controlling intracellular cyclic AMP (cAMP) concentrations and plays an important role in regulating alcohol consumption and mediating memory in dementia such as Alzheimer’s disease (AD). Chronic alcohol consumption can cause alcohol-related dementia and 50-75% of detoxified alcoholics have memory or cognition impairment. However, the role of PDE4 and its mechanism remain to be characterized and elucidated. Methods: Using the water-maze, passive avoidance, or novel object recognition test, we examined the effects of rolipram, a prototypical PDE4 inhibitor, and roflumilast, a potent PDE4 inhibitor which has been approved for treatment of chronic obstructive pulmonary disease (COPD) in humans, on memory loss in APP/PS1 double transgenic mice, a widely used model for AD. In addition, we tested the effects of the PDE4 inhibitors, via ip, intra-gastric, or intra-striatum infusion, on ethanol intake and preference using the mouse two-bottle choice paradigm. Mice deficient in PDE4A, PDE4B, or PDE4D (4AKO, 4BKO, and 4DKO, respectively) and their wild type (WT) controls were tested for ethanol consumption and memory; the latter was measured in the absence or presence of beta-amyloid peptide 1-42 (Abeta42) infused into the dorsal hippocampus. Results: Similar to rolipram, roflumilast reversed memory deficits in APP/PS1 mice in all the memory tests and reduced ethanol intake and preference in C57BL/6 mice in two-bottle choice. Consistent with the results in the memory tests, roflumilast reduced the loss of neurons and neurocyte apoptosis in AD mice, as shown using HE and Nissl staining. It also reversed the decreased ratio of Bcl-2/BAX in the cerebral cortex and hippocampus of AD mice. In addition, roflumilast reversed the decreased levels of cAMP and expression of phosphorylated cAMP response element-binding protein (CREB) and brain derived neurotrophic factor (BDNF) in AD mice. Compared to the WT controls, 4AKO mice displayed significant decreases in ethanol intake and preference and reversal of Abeta42-induced memory deficits. In contrast, 4BKO mice only mimicked the ability of 4AKO mice to reduce alcohol consumption while 4DKO mice only to reverse Abeta42-induced memory deficits. In addition, levels of cAMP and phospho-CREB (pCREB) were increased in the hippocampus of 4AKO or 4DKO mice, which also showed reversal of Abeta42-induced decreases in pCREB.
Conclusions: These data suggest that PDE4 inhibitors such as roflumilast improve learning and memory in AD and reduce ethanol intake and preference likely via cAMP/CREB/BDNF signaling-mediated neuroprotection. PDE4 isoforms have different roles in mediating ethanol-drinking behavior and memory in AD. The results indicate PDE4A as a potential new target for alcohol-related dementia, although studies with animal models of alcohol-related dementia are needed to clarify this.     

丙戊酸钠对APP/PS1双重转基因小鼠脑组织Tau蛋白的影响

目的探讨丙戊酸钠(valproic acid,VPA)对APP/PS1双转基因阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)模型小鼠丝氨酸262位点Tau蛋白过度磷酸化(p-Tau-ser262)及神经细胞内神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs)的影响。方法 3月龄APP/PS1双重转基因AD模型小鼠20只,均分为VPA治疗组和生理盐水对照组(每组10只)。腹腔注射VPA和等量生理盐水4周后取材,应用免疫组化方法检测各组AD模型鼠脑内p-Tau-ser262阳性细胞表达,HE染色显示NFTs的数量及分布变化;Western blot分析各组AD模型鼠脑内糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase3β,GSK-3β)ser9位点磷酸化水平。结果免疫组化结果显示,VPA治疗组AD模型小鼠p-Tau-ser262阳性细胞数皮质(5.01±0.71)、海马(5.29±1.32)、嗅球(10.06±3.36)、小脑(13.54±1.51),与生理盐水对照组[分别为(8.60±1.82)、(9.00±1.87)、(56.00±6.67)、(22.02±1.98)]相比明显减少(P<0.05,P<0.01);HE染色结果显示:VPA治疗组小鼠海马(1.33±0.71)和大脑皮质区内(1.90±0.88)NFTs数量与生理盐水对照组[分别为(5.89±0.92)、(6.08±1.61)]相比明显减少(P<0.01);Western blot检测结果显示:VPA治疗组AD模型鼠脑内GSK-3β蛋白ser9磷酸化水平(126.88±5.61)明显高于生理盐水对照组(73.34±3.61)(P<0.01)。结论 VPA可明显减少AD模型小鼠脑内Tau蛋白的过度磷酸化及NFTs的形成;VPA发挥保护作用的机制可能与下调GSK-3β活性有关。     

脑灵汤对AD模型大鼠行为学及海马内APP mRNA表达的影响

目的：观察脑灵汤对Alzheimer病（AD）模型大鼠行为学及脑内海马部位β-淀粉样前体蛋白（APP）mRNA影响。方法：以D-半乳糖腹部注射合并铝盐皮下注射制作AD大鼠模型，行γ电迷宫实验检测学习记忆能力及RT-PCR法观察大鼠脑内海马APP mRNA的变化。结果：脑灵汤治疗30d后大鼠学习记忆能力较模型组和对照组明显增强（P〈0．05）；大鼠脑内海马部位APP基因mRNA表达的水平亦较模型组和对照组明显降低（P〈0．05）。结论：脑灵汤抑制和下调APP mRNA表达的水平，减少海马结构中β-淀粉样蛋白的沉积，是改善模型大鼠学习记忆的作用机制之一。     

早老蛋白1功能缺失性突变导致家族性阿尔茨海默病的研究进展

阿尔茨海默病（AD）是一种衰老相关的神经退行性疾病,主要病理特征是大脑中存在异常聚集的β淀粉样蛋白（Aβ）。AD可分为家族性和散发性,其中早老蛋白1（PS1）是家族性AD最主要的风险基因,PS1突变占已知致家族性AD突变的80%以上。PS1是构成γ-分泌酶的催化亚基,后者负责加工Aβ前体蛋白（APP）生成Aβ。虽然新型PS1突变日渐被报道,但其诱发家族性AD的分子机制仍无定论。由于90%的PS1突变降低γ-分泌酶活性,学术界提出了PS1功能缺失性突变假说,认为PS1突变通过显性负效应导致PS1功能下降或缺失是诱发家族性AD的关键。近年,大量实验研究支持了该假说。首先,PS1功能缺失性突变通过干扰γ-分泌酶在APP上的切割位点促进长链Aβ生成,进而增加Aβ₄₂/Aβ₄₀比率;其次,PS1功能缺失性突变可破坏神经细胞内质网中的钙离子稳态以及通过阻断神经细胞自噬活性导致APP加工产物的异常聚集;再者,PS1功能缺失性突变可通过干扰神经元的内吞和转胞吞作用诱发神经元萎缩以及通过激活神经免疫细胞（星形胶质细胞和小胶质细胞）增强神经炎症;最后,PS1功能缺失性突变降低糖酵解和乳酸输出,破坏机体对神经元的能量供应。本文总结了PS1功能缺失性突变诱发家族性AD的分子机制,并对今后潜在的研究方向进行了探讨。     

PGC-1α调控OPA1改善阿尔茨海默病的机制研究

目的: 探究过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子-1α（peroxisome proliferator-activated receptor γ coactivator-1α, PGC-1α）调控线粒体内膜中视神经萎缩症蛋白1（optic atrophy 1, OPA1）改善阿尔茨海默病（Alzheimer′s disease, AD）的作用及其机制。方法: 利用N2A细胞系脂质体法转染APPswe，构建AD体外模型，qRT-PCR评价mutAPP对PGC-1α和OPA1转录水平的影响；脂质体法共转APPswe和PGC-1α质粒，qRT-PCR评价PGC-1α对AD发生时OPA1转录水平的调控。利用APP/PS1鼠，通过脑区定点微注射及AAV介导的基因转导技术，诱导PGC-1α在APP/PS1小鼠侧顶叶联合皮层过表达，免疫荧光和透射电镜检测PGC-1α对AD发生时线粒体内膜形态的影响及对OPA1表达的调控作用。结果: AD的发生伴随着Aβ沉积增加，线粒体形态异常及PGC-1α和OPA1转录、蛋白表达水平的下调；PGC-1α通过促进OPA1的转录及表达，改善了AD所伴随的线粒体形态损伤及Aβ沉积。结论: PGC-1α通过正向调控OPA1，改善AD所伴随的线粒体内膜的损伤及病理改变，很可能成为AD治疗的潜在靶点。