老年痴呆发病机制的研究:APP17肽对β-淀粉样肽导致神经元毒性作用的影响

背景老年斑是老年性痴呆(Alzheimer's Disease,AD)的主要病理特征之一,以β-淀粉样肽(β-Amyloid,Aβ)沉积为核心,Aβ的神经元毒性定位于Aβ25-35.Aβ前体蛋白(β-amyloid protein precursor,APP)中319-335肽段即APP17肽(APP17-mer peptide),具有神经营养和神经保护作用.目的通过观察APP17肽对Aβ引起神经毒性作用的影响,进一步证实此肽的神经营养作用,并为阐明AD的发病机制和临床治疗提供理论依据.设计标准对照实验研究.地点和材料本研究的地点为首都医科大学宣武医院神经生化研究室.SY5Y细胞株由瑞典卡罗琳斯卡研究所赠送,APP17肽和Aβ25-35由本室用固相法合成,高效液相纯化.方法固相法合成APP17肽、Aβ25-35,高效液相纯化,以人神经母细胞瘤株SY5Y为细胞模型,分为正常对照组、Aβ25-35 10μmol/L损伤组和Aβ25-35 10μmol/L加APP17肽10 μmol/L保护组.以细胞计数、噻唑蓝代谢率、乳酸脱氢酶漏出率、细胞轴突长度、胞体面积和细胞内游离钙离子(Ca2+)浓度为观察指标.结果与正常对照组相比,Aβ25-35损伤组轴突长度(35.74±16.25)和胞体面积(495.92±87.68)均缩小,细胞计数接种后第6天[(8.39±1.31)×107 L-1]减少,噻唑蓝代谢率降低,乳酸脱氢酶漏出率升高,细胞内游离钙离子浓度升高,而加入APP17肽保护后,可使上述指标恢复或接近正常. 结论APP17肽具有神经营养和神经保护作用,可减轻Aβ引起的神经元损伤.     

复方金思维对阿尔茨海默病大鼠脑组织ProSAP／Shank蛋白表达的影响

目的：观察突触后蛋白ProSAP／Shank在模型大鼠脑内表达的变化，探讨复方金思维对阿尔茨海默病大鼠的神经保护作用。方法：实验于2004-11-15／2005-02在北京中医药大学东直门医院药理实验室及首都医科大学宣武医院神经生化室进行。取雄性SD大鼠32只，随机分为4组，每组8只：①生理盐水组：脑海马注入2μL生理盐水，3d后灌胃3mL的双蒸水。②模型组：脑海马缓慢注入2μL淀粉样B蛋白1～42(5g／L)，复制拟阿尔茨海默病模型，造模后3d灌胃3mL的双蒸水。③盐酸多奈哌齐组：造模同模型组，造模后3d灌胃盐酸多奈哌齐(0．92mg／kg)。④金思维组：同前造模，造模后3d灌胃复方金思维(由人参、肉苁蓉、石菖蒲，郁金等组成，浓度0．36g／mL，剂量0．7μL／g)。所有给药均1次／d，连续4周。4周后以Morris水迷宫测试大鼠学习期间的逃避潜伏期和游泳距离，记忆测定中的记忆能力，以进行行为学评价：检测大鼠脑海马CA1区、皮质突触后蛋白ProSAP／Shank的变化应用免疫组化方法。结果：经补充后32只大鼠进入结果分析。①Morris水迷宫的学习、记忆测试结果：模型组大鼠逃避潜伏期、游泳距离及记忆能力显著低于生理盐水组(P&;lt;0．01)，盐酸多奈哌齐组、金思维组大鼠逃避潜伏期、游泳距离及记忆能力较模型组高(P&;lt;0．05)，盐酸多奈哌齐组和金思维组无差异(P&;gt;0.05)。②脑海马CA1区ProSAP／Shank蛋白免疫组化测定结果：模型组平均面密度低于生理盐水组和金思维组(14．35&;#177;3．66，21．21&;#177;5.66，19．67&;#177;3．83，P&;lt;0.05)，模型组的平均吸光度也低于生理盐水组、盐酸多奈哌齐组和金思维组(68．74&;#177;5．98，121．93&;#177;8．69，84．36&;#177;13．56，84．58&;#177;8．24，P&;lt;0．01)。③脑皮质区ProSAP／Shank蛋白免疫组化测定结果：模型组的平均吸光度低于生理盐水组和金思维组(84．12&;#177;19．40，138．93&;#177;28．62，106．53&;#177;5．08，P&;lt;0．01)。结论：淀粉样B蛋白海马注射可致海马CA1区及皮质Shank蛋白表达下降，说明淀粉样B蛋白聚集损害了海马突触的功能和可塑性。而复方金思维不但显著提高了大鼠的学习、记忆能力，而且使Shank蛋白的表达明显增加，说明它对突触的功能和可塑性具有改善作用。     

APP17肽对D-半乳糖脑老化小鼠海马神经元凋亡的影响

目的 研究APP17肽对D-半乳糖脑病小鼠海马神经元凋亡的影响，为进一步探讨APP17肽对脑老化的临床治疗意义提供理论依据。方法 雄性昆明小鼠66只，按随机数字表法分为3组：正常对照组(C组)、D-半乳糖对照组(D组)、APP17肽治疗组(P组)，每组动物22只。用D-半乳糖制备脑老化模型，并皮下注射APE，17肽对D-半乳糖脑老化小鼠进行治疗，3个月后取脑组织做Bcl-2，Bax，CREB，Akt，AIF免疫组织化学染色。结果 D-半乳糖脑病小鼠海马内Bax，AIF阳性反应神经元细胞数目多，细胞计数与C组及P组有显著性差异；胞质与突起深染，而正常小鼠及APt，17肽保护的D-半乳糖小鼠海马阳性细胞数目少，染色淡；D-半乳糖小鼠海马内Bct-2，CREB(cAMP反应结合蛋白)，AKt阳性细胞数目少，染色淡，细胞计数与C组及P组有显著性差异；而正常小鼠及APP17肽保护的D-半乳糖小鼠海马阳性反应神经元细胞数目多，胞质与突起深染。结论 促进凋亡的Bax，AIF(凋亡诱导因子)在D-半乳糖小鼠海马表达增加；与凋亡呈负相关的Bct-2，CREB，Akt在D-半乳糖小鼠海马表达降低APP17肽能影响D-半乳糖脑病小鼠脑内Bcl-2，Bax．CREB，Akt，AIF的表达，使之接近正常。     

APP17肽对D-半乳糖脑老化模型小鼠神经元凋亡的影响

目的观察D-半乳糖脑老化小鼠(DGAM)海马内凋亡相关蛋白Fas、Fas配体(Fas-L)、核因子κB(NFκB)、C-Fos、C-Jun的表达及其脑神经元是否发生凋亡,并观察APP17肽的作用. 方法用D-半乳糖(D-gal)制造脑老化小鼠模型,给模型小鼠皮下注射APP17肽进行预防或治疗.D-gal皮下注射8周后,小鼠灌注取脑,行脑切片,一部分切片做免疫组织化学染色,观察各组小鼠海马内凋亡相关蛋白Fas、Fas-L、NFκB、C-Fos、C-Jun的表达;另一部分切片用凋亡试剂盒检测神经元是否发生凋亡. 结果对照组小鼠海马内Fas、Fas-L、C-Fos、C-Jun阳性染色神经元的数目分别为20.60±4.60、20.00±4.24、9.93±3.79、13.44±4.18,DGAM组小鼠上述各种抗体的阳性染色神经元数目分别为42.80±15.83、38.53±8.13、23.25±5.18、23.47±8.49,DGAM组比对照组明显增加(P＜0.05).DGAM组海马内NFκB的阳性染色神经元数目为13.93±5.31,比对照组小鼠的23.93±3.69明显减少(P＜0.05).用APP17肽预防或治疗后小鼠上述各种蛋白质的表达恢复到接近对照组小鼠的水平.对照组小鼠未发现凋亡的神经元;DGAM组小鼠脑神经元出现大量凋亡,用APP17肽预防或治疗后,神经元凋亡的数目与对照组小鼠接近. 结论 DGAM海马内凋亡相关蛋白表达异常,脑神经元发生凋亡.APP17肽可恢复各种凋亡相关蛋白的表达,阻止神经元凋亡,维持神经元的正常功能.     

生长相关蛋白GAP-43多肽抗体的制备

目的对生长相关蛋白-43（growth associated proteins-43,GAP-43）进行抗原表位分析并制备兔多克隆抗体。方法通过对GAP-43 cDNA序列及氨基酸序列的结构进行生物信息分析,依据蛋白质的二级结构、亲水性、疏水性、抗原性及理化特性,经过同源性检索后,综合考虑抗体设计的其他因素,选出具有免疫活性的抗原决定簇多肽片段,采用有机固相多肽合成法合成了GAP-43的多肽片段,并与载体蛋白血蓝蛋白（KLH）偶联制备成抗原,免疫新西兰家兔。结果 ELISA测定GAP-43抗体效价为1∶32 000;Western blot检测结果显示：在分子量25kDa出现单一条带;免疫组织化学法检测显示：GAP-43蛋白在小鼠海马神经元中有表达;免疫细胞化学法检测显示：GAP-43蛋白在人神经母细胞瘤株SH-SY5Y中存在表达。结论利用生物信息学软件比较准确地预测GAP-43的抗原决定簇,并成功制备了高效价、高特异性的多肽抗体。     

β淀粉样肽前体蛋白N端319～335肽段APP17肽 对糖尿病大鼠外周神经损伤的防治作用

目的　研究β淀粉样肽前体蛋白中的319～335肽段(APP17肽)对糖尿病大鼠神经病变的保护作用。方法　链脲佐菌素诱发大鼠糖尿病,皮下注射APP17肽4周,测定痛阈及大鼠坐骨神经肌电图,并取脊髓组织冰冻切片做NT3和NF免疫组化染色。结果　用APP17肽的糖尿病大鼠组的潜伏期及传导速度较糖尿病组显著加快,其痛阈较糖尿病组有提高(P<0.05)。免疫组化染色脊髓前角区大多角细胞神经元NT3和NF表达接近正常大鼠,阳性细胞计数及色素数值(反应染色强度)与糖尿病组比较P<0.05。结论　糖尿病大鼠坐骨神经的传导速度减慢,潜伏期延长,痛阈降低,其脊髓前角区运动神经元NT3与NF的表达明显减少。而给予APP17肽的大鼠组,在所观察的指标均接近正常组,提示APP17肽具有防治糖尿病神经元病变的功效。     

APP17肽对APP转基因小鼠学习记忆能力和海马神经细胞凋亡的影响

目的观察APP(-βamyloid precursop protein,APP)17肽(APP695中319-335肽段)对APP转基因小鼠(APP695V717I)学习、记忆能力及海马神经细胞凋亡的影响。方法3月龄的APP695转基因小鼠随机分为模型组和APP17肽治疗组,正常对照组采用月龄和性别与之相匹配的C57BL/6J小鼠。APP17肽治疗组给予皮下注射APP17肽,每只每次0.34μg,每周3次;模型组和正常对照组给予等体积NS。应用水迷宫试验观察小鼠学习、记忆功能的变化,以流式细胞技术分析海马神经细胞凋亡率和线粒体膜电位的变化。结果(1)水迷宫试验结果显示,模型组小鼠存在明显学习和记忆功能障碍,其第3、4、5天游完全程的时间[(93.22±16.35)、(86.73±20.26)、(77.13±29.35)s]和错误反应次数[(6.63±2.16)、(5.81±2.13)、(5.33±1.41)次]均较正常对照组[分别为(70.89±20.19)、(61.25±21.88)、(54.63±16.92)s和(5.01±1.93)、(2.97±0.96)、(2.31±1.01)次]增多(P<0.05);APP17肽治疗组小鼠的行为学障碍明显轻于模型组(P<0.05),其上述水迷宫检测结果与正常对照组比较差异无统计学意义。(2)与正常对照组小鼠海马神经细胞凋亡发生率[(3.13±1.19)%]和线粒体膜电位[(176.39±13.88)mV]比较,模型组凋亡发生率[(8.06±2.31)%]显著增加(P<0.01)而线粒体膜电位[(97.51±15.73)mV]明显降低(P<0.01);APP17肽治疗组检测结果与正常对照组接近,海马神经细胞凋亡发生率[(4.38±1.26)%]低于模型组(P<0.01),线粒体膜电位[(168.35±19.29)mV]高于模型组(P<0.01)。结论APP695转基因小鼠存在学习和记忆功能障碍,且其海马神经细胞凋亡率增加,线粒体膜电位降低;APP17肽能够明显改善该转基因小鼠的学习和记忆能力,其作用机制可能是通过稳定线粒体膜电位及抑制凋亡发生而实现。     

李氏5号方对半乳糖老化小鼠海马神经元褪黑素受体和Nogo受体表达的影响

为了观察李氏5号方对半乳糖老化小鼠海马神经元褪黑素受体(MTR)和Nogo受体(NogoR)表达的影响。我们将昆明小鼠随机分为五组:正常对照组(C组)、D半乳糖模型组(D组)、李氏5号方大剂量药物治疗组(L组)、中剂量药物治疗组(M组)和小剂量药物治疗组(S组);D、L、M、S四组每日皮下注射半乳糖65mg/kg体重,持续三个月。应用免疫组织化学染色方法检测小鼠海马神经元MTR和NogoR的表达水平。NogoR免疫组化染色结果:D组海马阳性反应细胞着色浅,少有突起,细胞数目少,仅为正常小鼠的20%,三个剂量李氏5号方治疗组染色结果与C组相似。结果提示:半乳糖老化小鼠海马神经元MTR免疫反应阳性神经元数的上调可能是老化小鼠的一种代偿性反应;NogoR表达下调提示老化小鼠可能存在脑白质的损害,出于机体自我保护的需要,NogoR表达下调以避免神经元修复机制对大脑的进一步损害;不同剂量的李氏5号方水提取液对两种受体的调节作用极为明显,说明这两种受体的表达可受到外源性药物的干预。     

短肽N328—332对人神经母细胞瘤株SY5Y生长的影响

目的：分析淀粉样β蛋白前体蛋白N端328—332对人神经母细胞瘤株SY5Y生长的影响，在体外寻找具有神经营养作用、促进神经细胞生长的最适浓度，为进一步细胞损伤的保护及药物体内研究提供理论依据。方法：细胞分组：根据实验目的不同，分组处理如下：第一步分为对照组、短肽N328—3322．5，5，10，20，40，80，160μmol／L组。第二步分为对照组、短肽N328—33240μmol／L组。以MTT代谢率测定细胞存活率以筛选肽对神经细胞生长促进的最佳有效浓度。以MTT代谢率测定细胞存活率、细胞计数观察细胞增长情况、乳酸脱氢酶漏出率观察细胞死亡率和WesternBlotting检测P-CREB、Bcl-2表达水平为观察指标，分析短肽N328—332对人神经母细胞瘤株SY5Y生长的影响。结果：①从10μmoL／L起，短肽N328—332即对SY5Y细胞生长有促进作用，其最小有效浓度为20μmol／L，40μmol／L促进作用最强，80μmol／L开始作用减弱，故选用40μmol／L浓度作为以下试验浓度。（9短肽N328—33240μmol／L加药组代表细胞存话率的A值高于对照组，组问比较差异有显著性意义（0．9741&;#177;0．0047，0．6001&;#177;0．0019，P〈0．01。⑧短肽N328—33240μmmoL／L加药组乳酸脱氢酶漏出率明显低于对照组，组间比较差异有显著性意义（84．9135&;#177;31．5759，199．6252&;#177;40．7273，P〈0．01。④从接种第4天始，短肽N328—332组SY5Y细胞数增加，与对照组相比，差异有显著性意义（P〈0．05）。⑤短肽N328—33240μmol／L组P-CREB、Bcl-2蛋白表达高于对照组（37424．08&;#177;83．59，34957．24&;#177;78．03，19110．24&;#177;45．80，2761．36&;#177;58．61，P〈0．05）。结论：短肽N328—332对SY5Y细胞具有神经营养作用，40μmol／L浓度，效果优于其他浓度。     

App17肽防治去卵巢大鼠海马神经细胞的凋亡

目的:观察去卵巢大鼠几种神经元凋亡相关蛋白的表达,并用TUNEL试剂盒检测,研究缺乏雌激素是否引起神经元凋亡;评估App17肽是否能改善去卵巢大鼠的神经细胞凋亡,初步探讨App17肽的神经保护作用机制。方法:雌性Wistar大鼠随机分3组:假手术组(shamcontrol组),卵巢去势对照组(OVX组),App17肽实验组(17P+OVX组)。Sham组做假手术,OVX组和17P+OVX组做双侧卵巢切除术。17P+OVX组从卵巢去势第7周开始用App17肽治疗6周,用免疫组化和Westernblot方法观察AIF、Bax、Bcl-2的表达,用TUNEL法检测凋亡情况。结果:免疫组织化学和Westernblot结果表明App17肽实验组AIF、Bax表达明显少于去卵巢组;Bcl-2在App17肽实验组的表达明显高于去卵巢组。TUNEL结果表明App17肽实验组凋亡细胞明显少于去卵巢组。结论:雌激素缺乏引起去卵巢大鼠海马和皮层神经细胞凋亡相关蛋白改变和出现凋亡细胞,App17肽具有明显的防治作用。