乳铁蛋白和脑铁代谢参与阿尔茨海默病

阿尔茨海默病(AD)是一种以脑内β-淀粉样蛋白(Aβ)逐渐沉积形成老年斑和tau蛋白过度磷酸化形成神经原纤维缠结为主要病理特征的神经退行性疾病。脑铁代谢紊乱促进阿尔茨海默病的发病进程,铁代谢异常能够促进AD脑内Aβ的沉积、tau蛋白过度磷酸化以及氧化应激反应等神经病理过程;而金属离子螯合剂如去铁敏等,可通过调节脑内铁离子代谢平衡,阻止Aβ的产生、tau蛋白磷酸化并改善学习记忆能力。乳铁蛋白(lactoferrin,LF)是一种具有铁螯合和抗炎作用的糖蛋白,在AD患者和转基因小鼠大脑Aβ斑块和神经原纤维缠结内均有明显表达,提示LF可能具有抑制AD脑内神经病理特征的产生的作用。因此,LF可能成为防治AD的候选药物之一。     

脑铁代谢紊乱与阿尔茨海默病

脑内铁代谢的异常和其所致的氧化应激与阿尔茨海默病(Alzheimer'sdisease,AD)的发病有关。AD是常见于老年人的一种神经退行性疾病,其特征性的病理改变主要是脑内神经细胞外β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)的沉积形成老年斑(senile plague,SP)、胞内神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs)和胆碱能神经元丢失。研究证实,在普通老年人和AD患者脑内有铁沉积增多的趋势,且铁等过渡金属离子与APP、Aβ和Tau蛋白密切相关,提示铁可能参与了AD的发病和进展等病理生理过程。因此,深入探讨铁在AD发病中可能的作用,有利于了解AD的发病机制,从而为AD疾病的治疗提供新的靶点。     

Alzheimer氏病的动物模型

<正> 在Alzheimer氏病(AD)患者的脑内,β-淀粉样蛋白(βA)蓄积并形成淀粉样蛋白斑及血管的淀粉样蛋白沉积。β-淀粉样蛋白从β-淀粉样蛋白前体蛋白质(APP)衍生而来,其基因突变常见罕见的家族性AD[Hardy:Neurosci Facts 3:65(1992)]。这些突变中有一种类型与培养细胞中βA合成的增加有关[Citron et al:Nature 360:672(1992);Cai et al:Science 259:514(1993)]。为了加速βA沉积的研究,研究者们研制了一些动物模型。首先,研究了包括老龄大鼠和猴在内的一些实验动物的APP代谢和βA合成,因为老年灵长类动物出现βA沉淀和出现与年龄相关的行为缺陷,所以对它们的研究具有特殊的意义。     

小胶质细胞及其在阿尔兹海默病中的作用

老年性痴呆(Alzheimer disease,AD)是发生在老年期或老年前期的一种慢性进行性退化性疾病。关于AD的发病机制有多种学说,目前很多学者认为:β淀粉样蛋白(amyloid beta-peptide,Aβ)沉淀诱发小胶质细胞(microglia,MG)的活化引起脑内慢性炎症反应可能是AD发病的核心病理机制之一。小胶质细胞是中枢神经系统的免疫细胞,在AD患者中,小胶质细胞被Aβ激活成反应性细胞,反应性小胶质细胞既可以吞噬清除老年斑(senile plaques,SP)从而保护神经元;同时也可以分泌细胞毒因子、补体蛋白,促进老年斑、神经原纤维缠结的形成而损害神经元,导致神经元损伤,死亡,从而促进AD的发生,发展。     

锌转运体ZNT1在人阿尔茨海默病大脑的定位

目的研究锌转运体-1(zinc transporter 1,ZNT1)在阿尔茨海默病(Alzheimer's Disease,AD)尸检大脑皮层内的定位分布,探讨ZNT1影响脑锌平衡从而参与AD发病的可能机制。方法应用免疫组织化学、免疫荧光和共聚焦激光扫描显微镜观察ZNT1蛋白和β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)在AD患者大脑内的分布和二者之间的位置关系。结果ZNT1免疫阳性反应产物主要定位于AD大脑皮层老年斑内。几乎所有的Aβ老年斑内均有不同程度ZNT1表达。ZNT1和β-淀粉样蛋白免疫双标结果进一步证实ZNT1免疫产物与Aβ共存于AD患者的老年斑内。结论AD患者大脑皮质Aβ老年斑内有大量ZNT1蛋白表达,提示ZNT1可能参与AD大脑皮质Aβ老年斑的形成。     

阿尔茨海默病患者血清中抗淀粉样蛋白抗体的免疫耐受

目的:研究阿尔茨海默病(AD)血清中抗Aβ抗体与淀粉样蛋白结合的特性。方法:以AD患者和健康老人的血清作一抗,①用组织淀粉样斑块免疫反应(TAPIR)观察与Tg2576鼠脑内老年斑结合能力;②Western blot检测与Aβ42-GST融合蛋白的结合能力;③将Aβ42与PC12细胞培养,加入健康老人和AD患者的血清后,MTT法观察PC12细胞存活率。结果:AD患者的血清中抗Aβ抗体与成熟老年斑和Aβ42-GST融合蛋白的结合能力较弱;加入AD血清后,PC12细胞的A值较健康老人血清相比下降明显(P<0.01)。结论:AD血清中抗Aβ抗体对淀粉样蛋白可能存在着免疫耐受。     

STZ单次侧脑室注射诱导的大鼠AD空间认知能力损伤与早期病理改变

目的:探索链脲霉素(STZ)单次侧脑室注射诱导的大鼠AD样空间认知能力损伤与早期病理改变。方法:SD大鼠侧脑室单次注射STZ(3 mg/kg),恢复2周后利用Morris水迷宫测定其空间学习、记忆能力,用免疫组织化学研究其β淀粉样蛋白(Aβ)和tau蛋白的磷酸化水平;用Western Blot测定淀粉样前体蛋白(APP)的表达。结果:单次STZ侧脑室注射可诱导大鼠学习、记忆能力损伤,tau蛋白异常磷酸化;但未能诱导Aβ的异常聚集及其前体蛋白APP的异常表达。结论:结果提示,脑内胰岛素信号异常的状态可能诱导动物空间认知功能的损害和及脑内tau蛋白的异常磷酸化。     

β-淀粉样蛋白的代谢机制

<正>β-淀粉样蛋白(amyloid-β,Aβ)是由淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)经β-和γ-分泌酶的蛋白水解作用而产生的含有39~43个氨基酸的多肽(4.5 kD),它是构成阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)患者脑内的特征性沉积物,老年斑(senile plaques,SP)的核心成分[1]。     

银杏叶提取物对Alzheimer‘s病样大鼠的治疗作用

Alzheimer’s病(AD)的重要病理特征为脑内老年斑沉积,主要临床表现为进行性记忆和认知力减退。研究表明,β淀粉样蛋白(Aβ)是老年斑的主要成分,聚集态Aβ或其活性片断如 Aβ25-35具有神经毒性,脑内注射聚集态Aβ25-35可引起学习记忆损害,并被作为AD的动物模型。本研究向大鼠海马注射聚集态     

β-淀粉样蛋白和drebrin在培养的APP/PS1转基因小鼠神经元中的表达

目的: 探讨阿尔茨海默病(AD)脑内β-淀粉样蛋白(Aβ)积聚与树突棘蛋白drebrin表达变化之间的关系.方法: 采用免疫细胞化学、ELISA和免疫印迹法等方法检测大脑皮层原代培养的APP/PS1转基因小鼠的神经元和同种野生型(WT)小鼠的神经元Aβ和drebrin的表达.结果: 培养至12d (days in vitro)时,可见Aβ在APP/PS1神经元胞体内聚集,培养基内的Aβ水平也同时升高;此期神经元内drebrin斑点状免疫反应产物分布较为稀疏,drebrin的表达水平下降.18d时,Aβ在胞体内聚集的基础上,向突起内延伸,培养基内的Aβ水平进一步升高;drebrin的表达则明显下降.结论: 原代培养的APP/PS1小鼠神经元内Aβ积聚的同时,树突棘蛋白drebrin的表达下降.提示AD脑内Aβ积聚可能是影响树突棘蛋白drebrin表达的因素之一.     

小胶质细胞在阿尔茨海默病中的作用及潜在的应用价值

<正>阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)是神经退行性疾病的一种。全世界的痴呆症患者数约为5 000万，每年新增的痴呆症人数约为1 000万，AD是痴呆症中患病率最高的疾病，AD患者占痴呆症患者的60%～80%^[1]。AD的发病机制目前尚不明确，其病理特征主要为脑内β-淀粉样蛋白(amyloid β-protein,Aβ)聚集成的淀粉样斑块沉积和τ蛋白(tau protein)过度磷酸化产生的神经纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs)，     

β淀粉样蛋白及代谢酶类在阿尔茨海默病和糖尿病模型小鼠脑内的表达

目的观察阿尔茨海默病(AD)和糖尿病模型小鼠脑内β淀粉样蛋白(Aβ)及代谢相关酶类的表达情况,以便从分子水平找到糖尿病并发AD的实验室依据。方法 5月龄双转基因痴呆症模型小鼠(APP/PS1双转基因小鼠)、ob/ob T2DM肥胖模型小鼠和野生型C57BL/6J小鼠为对照,分别用免疫组化染色、ELISA和Western blot检测脑内老年斑(SP)、Aβ含量及Aβ代谢酶类的表达情况。结果 APP/PS1小鼠大脑皮质及海马均可见一定数量的SP;ob/ob小鼠大脑皮质内偶可见SP,而对照组未见SP。与对照小鼠相比,APP/PS1与ob/ob小鼠脑内Aβ40、Aβ42的含量明显升高(P0.05);但APP/PS1小鼠脑内Aβ水平显著高于ob/ob小鼠(P0.05)。APP在APP/PS1小鼠脑内的表达显著高于其他两组小鼠;在ob/ob小鼠脑内的表达要强于对照小鼠(P0.05)。Aβ生成的关键酶BACE1在APP/PS1与ob/ob小鼠脑内的表达显著高于对照小鼠(P0.05),但其在APP/PS1小鼠脑内的表达要强于ob/ob小鼠(P0.05)。Aβ降解的关键酶IDE在APP/PS1与ob/ob小鼠脑内的表达显著低于对照小鼠(P0.05),且在ob/ob小鼠脑内表达最低。结论 Aβ生成与降解的异常以及其异常聚集沉积不仅发生在早期AD脑内,同时也发生在T2DM脑内,提示Aβ过表达可能是促进2型糖尿病并发AD的重要原因之一。     

大鼠海马内注射β淀粉样蛋白1-40抑制铜蓝蛋白表达

目的:通过检测阿尔茨海默病(Alzheimer disease,AD)模型大鼠海马铜蓝蛋白(glycan-phosphatidyli-nositol ceruloplasmin,GPI-Cp)的变化,探讨AD时脑铁增高的机制。方法:取雄性(290±10)g SD大鼠,经海马内注射(amyloid beta-peptide 1-40,Aβ1-40)建立AD模型,于1、2、3和4周取各组大鼠脑组织,分离海马,用RT-PCR检测GPI-Cp mRNA表达情况,免疫组织化学染色检测GPI-Cp蛋白表达情况。结果:海马的星形胶质细胞、血管内皮细胞、室管膜细胞均有GPI-Cp的mRNA和蛋白表达;而海马的锥体细胞仅轻度表达,颗粒细胞不表达。注射Aβ1-40后,模型组海马GPI-Cp mRNA和蛋白表达均随着时间延长逐渐降低,具有统计学意义(P<0.01)。结论:海马内注射Aβ1-40可引起大鼠海马GPI-Cp表达减少,GPI-Cp表达减少可能是AD时脑铁增高的原因。     

β-淀粉样蛋白在Alzheimer病中的神经毒性

文综述了β淀粉样蛋白多肽(βamyloid peptide,Aβ)在老年性痴呆症(Alzheimer's disease,AD)中的毒性作用。Aβ是老年斑形成的始动因子,也是老年斑核中的核心成分;Aβ沉积所形成的神经炎性斑,即老年斑是AD脑内特征性病理变化之一;Aβ本身也可形成自由基损伤神经元;Aβ引起的细胞凋亡在AD病神经元丢失中起着重要作用;Aβ可作用于胆碱能神经元末梢,通过抑制胆碱的摄取而减少乙酰胆碱合成,减少海马和皮质脑片释放乙酰胆碱。总之,Aβ是通过多个环节引发神经毒性作用的。     

海马内注射LPS后诱导大鼠脑内BACE-1的表达变化

目的:探讨脑内注射内毒素脂多糖(lipoolysaccharide,LPS)诱导的大鼠慢性神经炎症脑内β-位点淀粉蛋白剪切酶-1(β-site amyloid precursor protein cleavage enzyme-1,BACE-1)的表达变化。方法:依赖立体定位技术,在成年SD雄性大鼠右侧海马内注入LPS,动物存活15 d。运用免疫组织化学方法检测大鼠脑内BACE-1,β-淀粉样前体蛋白(β-amyloid precursor protein,APP)以及β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)等阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)相关蛋白的表达变化;采用免疫荧光双重标记技术,观察BACE-1在大鼠脑内的表达情况和定位分布。结果:在正常哺乳动物的大脑内,BACE-1主要表达在海马苔藓纤维和嗅球的嗅小球层,脑皮质内则表现为弱而弥散的神经毡反应性。本研究结果显示:LPS注射对侧大脑半球中BACE-1表现出上述正常的表达模式。然而,与注射对侧相比,LPS处理的大鼠注射侧大脑的皮质和海马区域均有BACE-1的位点特异性的表达上调,尤其在注射的针道周围明显,同时伴有APP和Aβ的表达增加。免疫荧光双标结果显示:上调的BACE-1定位于失营养性轴突末梢。结论:LPS诱导的大鼠神经炎症脑内,BACE-1表达上调,且上调的BACE-1主要定位于轴突末梢,高表达的BACE-1可能对AD的发生具有促进作用。     

过表达脑红蛋白抑制双转基因AD小鼠脑中Aβ诱导的凋亡

目的:研究AD双转基因(APPswe/PS1d E9)小鼠侧脑室注射质粒p NGB后,过表达脑红蛋白(neuroglobin,NGB)对Aβ诱导的AD小鼠脑中细胞凋亡的影响及其潜在机制。方法:将24只鉴定后的13月龄AD双转基因阳性小鼠(雌雄各半)随机分为对照组、侧脑室注射生理盐水+pc DNA3.1(1 g/L)组和侧脑室注射pc DNA3.1(1 g/L)+p NGB组。采用免疫组化检测鼠脑Aβ1-42表达情况,TUNEL染色检测脑内细胞的凋亡情况;Western blot检测鼠脑内与凋亡密切相关的cleaved caspase-3、caspase-9以及PI3K、p-Akt、Akt的蛋白水平。结果:与对照组和注射生理盐水组比较,注射p NGB组小鼠脑内Aβ1-42的表达明显受到抑制(P0.01),TUNEL染色阳性细胞数也明显减少(P0.01);过表达NGB能够明显抑制脑组织内cleaved caspase-3和caspase-9的蛋白表达(P0.01),促进Akt磷酸化水平的增强(P0.01)。结论:p NGB过表达能够明显抑制Aβ的生成并抑制Aβ诱导的细胞凋亡,其机制可能与激活PI3K/Akt通路进而抑制与凋亡密切相关的cleaved caspase-3和caspase-9的表达有关。     

基于像素特征学习的磁共振图像中β淀粉样蛋白沉积信息检测算法EI北大核心CSCD

β淀粉样蛋白(Aβ)沉积是阿尔茨海默症(AD)的重要防治靶点,在脑中及早发现Aβ蛋白沉积是AD早期诊断的关键。磁共振成像(MRI)是一种理想成像方式,但不能直接显示图像中存在的沉积信息。本文基于过滤式和封装式的选择模式引入链式智能体遗传算法(CAGA)、主成分分析(PCA)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF),构建6种特征学习分类算法,通过像素特征优选来实现Aβ蛋白沉积信息(分布)的检测。首先,分割脑磁共振(MR)图像中的脑组织;然后提取脑组织中的像素值形成像素特征向量;接着设计特征学习分类算法对像素实现特征优选,并基于投票机制得到一组最终最优特征向量;最后采用弹性映射方法将最优像素特征向量映射到脑MR图像上,并标记出对应的像素点,从而显示出Aβ蛋白沉积的分布。实验结果表明,本文的像素特征学习方法可提取并显示Aβ蛋白沉积信息,最高分类准确率可达到80%以上,表明该方法是可行和有效的。本文从脑MR图像中检测的Aβ沉积信息将有助于提高基于MR的AD诊断准确率。     

基于像素特征学习的磁共振图像中β淀粉样蛋白沉积信息检测算法

β淀粉样蛋白(Aβ)沉积是阿尔茨海默症(AD)的重要防治靶点,在脑中及早发现Aβ蛋白沉积是AD早期诊断的关键。磁共振成像(MRI)是一种理想成像方式,但不能直接显示图像中存在的沉积信息。本文基于过滤式和封装式的选择模式引入链式智能体遗传算法(CAGA)、主成分分析(PCA)、支持向量机(SVM)和随机森林(RF),构建6种特征学习分类算法,通过像素特征优选来实现Aβ蛋白沉积信息(分布)的检测。首先,分割脑磁共振(MR)图像中的脑组织;然后提取脑组织中的像素值形成像素特征向量;接着设计特征学习分类算法对像素实现特征优选,并基于投票机制得到一组最终最优特征向量;最后采用弹性映射方法将最优像素特征向量映射到脑MR图像上,并标记出对应的像素点,从而显示出Aβ蛋白沉积的分布。实验结果表明,本文的像素特征学习方法可提取并显示Aβ蛋白沉积信息,最高分类准确率可达到80%以上,表明该方法是可行和有效的。本文从脑MR图像中检测的Aβ沉积信息将有助于提高基于MR的AD诊断准确率。     

雌激素缺乏加重痴呆小鼠脑内炎症反应的机制初探

目的研究雌激素缺乏不同时间段APP/PS1双转基因小鼠脑组织细胞内线粒体结构、线粒体雌激素受体(mitochondrial estrogen receptorβ,mt-ERβ)、胰岛素生长因子1受体(insulin-like growth factor 1 receptor,IGF-1R)、星胶细胞(astrocyte, AS)以及神经炎性因子的变化,以明确雌激素缺乏促进阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)神经炎症发生的可能分子机制。方法对雌性3月龄APP/PS1双转基因AD小鼠行双侧卵巢切除(AD-OVX),以假手术AD小鼠(AD-Sham)及同月龄正常野生型小鼠(WT)为对照,于术后1周(模拟绝经早期)和3月(模拟绝经中晚期),采用免疫荧光、透射电镜、RT-PCR和Western blot,分别检测卵巢切除(ovariectomy,OVX)后不同时间段APP/PS1小鼠脑内胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)阳性细胞、炎症因子白介素-6(interleukin-6,IL-6)和肿瘤坏死因子α(tumornecrosis factor-α,TNF-α)以及脑组织细胞内线粒体超微结构、mt-ERβ和IGF-1R的变化。结果与正常野生型小鼠相比,无论OVX后1周还是3个月,AD-OVX组和ADSham组小鼠脑内GFAP阳性细胞数均显著增加;相应地,AD小鼠脑内炎症因子IL-6、TNF-α的mRNA水平也较正常小鼠明显增高(P0.001);超微结构显示,与正常小鼠相比,AD脑组织细胞内线粒体肿胀明显,mt-ERβ和IGF-1R蛋白表达呈下调趋势(P0.001)。在APP/PS1双转基因AD小鼠中,OVX后1周,AD-OVX组小鼠脑内GFAP阳性细胞数量较AD-Sham组显著减少(P0.001),且脑内炎症因子IL-6、TNF-α的mRNA水平显著降低(P0.001),但线粒体结构、mt-ERβ和IGF-1R蛋白表达无明显差异(P0.05);而OVX后3个月,AD-OVX组脑内GFAP阳性细胞数量较AD-Sham组显著增多(P0.001),且脑内炎症因子IL-6、TNF-α明显升高(P0.001),线粒体肿胀明显,mt-ERβ蛋白表达有上调趋势(P0.05),但仍低于正常小鼠;IGF-1R蛋白表达呈下调趋势(P0.05)。结论痴呆小鼠脑内存在星胶细胞活化及炎症反应增强,雌激素缺乏早期可反应性的减少星胶细胞的增生及炎症反应,但随着雌激素缺乏时间的延长,痴呆小鼠脑内星胶细胞的活化及神经炎症反应进行性加重,该作用可能通过mt-ERβ介导的IGF-1R信号通路相关。     

小胶质细胞及其在阿尔茨海默病中的作用

阿尔茨海默病(AD)是一种常见的老年神经变性疾病,病因十分复杂。目前多数学者认为：β-淀粉样蛋白沉积使得神经胶质细胞活化引起脑内慢性炎症反应可能是AD发病的核心病理机制之一。在AD炎症过程中,渉及到诸多细胞如小胶质细胞、星形胶质细胞及神经元参与,小胶质细胞则是其最主要的炎症细胞,小胶质细胞被β-淀粉样蛋白（Aβ）激活,产生大量致炎性细胞因子和神经元毒性介质,从而诱发脑内炎症反应,导致神经元损伤、死亡。Aβ的持续存在,小胶质细胞被持续激活,形成炎症发生和持续的恶性循环,最后导致AD的发生发展。