代謝損傷與胰島素信號(hào)通路在阿爾茨海默病發(fā)病中的機(jī)制研究.pdf

1、第一部分阿爾茨海默病的非轉(zhuǎn)基因鼠模型(icv-STZ鼠):與轉(zhuǎn)基因鼠模型(3xTg-AD鼠)的異同點(diǎn)
　　背景：阿爾茨海默病(Alzheimer’sDisease,AD)可以被分為散發(fā)性AD和家族性AD。絕大多數(shù)AD病例是散發(fā)性的,其發(fā)病原因非常多元化,包括環(huán)境因素,基因和代謝功能等,而家族性AD主要是由于早老素(presenilin,PS)或者是β淀粉樣蛋白前體蛋白(amyloid-βprecursorprotein,APP)基

2、因突變所致。目前,使用非常廣泛的一個(gè)FAD動(dòng)物模型是3xTg-AD轉(zhuǎn)基因鼠。這種小鼠具有突變的人PS1,APP,tau基因。但是這個(gè)領(lǐng)域仍需要建立針對(duì)不同AD發(fā)病機(jī)制的的動(dòng)物模型。只有這樣,各種可能的治療AD的藥物才能在合適的動(dòng)物模型上進(jìn)行臨床前期研究。
　　方法：經(jīng)側(cè)腦室注射鏈脲霉素(streptozocin,STZ),建立SAD小鼠模型(icv-STZ小鼠)。在本研究中,我們比較了icv-STZ小鼠與3xTg-AD小鼠在情感,

3、認(rèn)知行為學(xué),生化以及免疫組化上的異同點(diǎn)。
　　結(jié)果：我們發(fā)現(xiàn),兩種模型小鼠都存在探索行為活躍,學(xué)習(xí)及記憶障礙。兩種模型小鼠腦內(nèi)都存在著神經(jīng)炎性反應(yīng),突觸蛋白的改變,胰島素通路的異常,以及高度磷酸化的tau。但是,在icv-STZ小鼠腦內(nèi),神經(jīng)炎性反應(yīng)更加明顯,而在3xTg-AD小鼠腦內(nèi),高度磷酸化的tau尤為顯著。
　　結(jié)論：這些發(fā)現(xiàn)證實(shí)了icv-STZ小鼠與3xTg-AD小鼠在行為學(xué)和神經(jīng)病理上的異同點(diǎn)。將為AD藥物的研發(fā)

4、在選擇動(dòng)物模型上提供指導(dǎo)。
　　第二部分散發(fā)性(icv-STZ小鼠)與家族性(3xTg-AD小鼠)阿爾茨海默病小鼠模型腦內(nèi)AD相關(guān)基因的比較
　　研究背景：阿爾茨海默病(Alzheimer’sDisease,AD)可以被分為散發(fā)性AD(SporadicAD,SAD)以及家族性AD(FamilialAD,FAD)。絕大多數(shù)的AD病例都是散發(fā)性的,其發(fā)病原因可能是多病因的,包括環(huán)境,基因和代謝因素。而FAD主要是由于早老素(Pr

5、esenilin,PS)和β淀粉樣前體蛋白(amyloid-βprecursorprotein,APP)基因的突變所致。目前,使用非常廣泛的一個(gè)FAD動(dòng)物模型是3xTg-AD轉(zhuǎn)基因鼠。這種小鼠具有突變的人PS1,APP,tau基因。而另外還有一種非轉(zhuǎn)基因動(dòng)物模型,即經(jīng)側(cè)腦室給予注射鏈脲霉素(streptozocin,STZ),建立的模型(icv-STZ小鼠)具有SAD的很多特征,得到了越來越多的關(guān)注。盡管這兩種模型目前都得到了廣泛的關(guān)注

6、和應(yīng)用,其在基因表達(dá)上的異同點(diǎn),仍未有研究。
　　方法：我們通過定量PCR比較了icv-STZ小鼠與3xTg-AD小鼠在海馬以及皮層的84個(gè)AD相關(guān)基因的表達(dá)情況。這些基因涉及APP的處理,tau/細(xì)胞骨架蛋白,突觸功能,凋亡以,自噬,AD相關(guān)激酶,糖代謝,胰島素通路以及mTOR通路。
　　結(jié)果：我們發(fā)現(xiàn),在以上所列的范圍內(nèi),兩種模型各有大約有20來個(gè)基因的表達(dá)發(fā)生了改變。很多基因的改變與已經(jīng)被報(bào)道的在AD大腦內(nèi)的改變一致。

7、海馬絕大多數(shù)有變化的基因?yàn)橄抡{(diào),這兩種小鼠模型皮層的基因表達(dá)改變差異性更大,在3xTg-AD小鼠內(nèi),與突觸相關(guān)的基因改變較多,而在icv-STZ小鼠內(nèi),與胰島素通路以及糖代謝相關(guān)的基因下調(diào)更明顯。
　　結(jié)論：我們的研究證實(shí)了icv-STZ小鼠與3xTg-AD小鼠在AD相關(guān)基因表達(dá)上的異同點(diǎn),并提供了非常詳細(xì)的資料。此項(xiàng)研究也為將來基于此兩種小鼠模型而進(jìn)行的AD藥物研究提供參考與指導(dǎo)。
　　第三部分經(jīng)側(cè)腦室注射鏈脲霉素進(jìn)一步加

8、重了3xTg-AD小鼠的認(rèn)知功能障礙以及其他腦功能異常
　　目的：研究代謝異常在AD疾病發(fā)生發(fā)展中的作用
　　方法：我們將鏈脲霉素(streptozocin,STZ)(一種經(jīng)腹腔注射可以誘導(dǎo)動(dòng)物糖尿病的藥物)注射到6個(gè)月齡的3xTg-AD小鼠側(cè)腦室,3-6周后,研究其認(rèn)知功能改變,tau的磷酸化,Aβ的聚集以及其他相關(guān)的生化改變。
　　結(jié)果：我們發(fā)現(xiàn),STZ加重了3xTg-AD小鼠的短時(shí)記憶以及長時(shí)空間記憶障礙。我們還

9、發(fā)現(xiàn),STZ注射后,3xTg-AD小鼠的海馬tau磷酸化水平進(jìn)一步增高,腦內(nèi)胰島素通路異常,突觸蛋白水平降低,以及β淀粉樣蛋白水平改變。我們還通過定量PCR檢測與AD相關(guān)的84個(gè)基因的表達(dá)情況,這些基因涉及APP的處理,tau/細(xì)胞骨架蛋白,突觸功能,凋亡以,自噬,AD相關(guān)激酶,糖代謝,胰島素通路以及mTOR通路。其中有20個(gè)基因的表達(dá)水平發(fā)生了變化。
　　結(jié)論：這些結(jié)果提示了STZ可以損害3xTg-AD小鼠腦內(nèi)的代謝以及其他細(xì)胞

10、信號(hào)通路,證實(shí)了代謝損傷在AD疾病中的作用。
　　第四部分經(jīng)鼻吸入胰島素減輕了propofol麻醉3xTg-AD小鼠引起的tau高度磷酸化
　　目的：探索經(jīng)鼻吸入胰島素對(duì)propofol導(dǎo)致的3xTg-AD小鼠tau高度磷酸化的影響。
　　方法：我們通過給予3xTg-AD經(jīng)鼻吸入(intranasaldelivery,IND)胰島素7天,于第七天IND結(jié)束后30分鐘,給予propofol注射麻醉,麻醉后通過免疫蛋白印跡

11、檢測tau的磷酸化水平,相關(guān)激酶磷酸酶的激活,以及胰島素信號(hào)通路的改變。
　　結(jié)果：我們發(fā)現(xiàn),propofol麻醉后30分鐘,引起了tau在Thr181,Ser199,Thr205,Thr212,Thr231,Ser262/356,Ser396/404,Ser409位點(diǎn)的高度磷酸化,2小時(shí)候仍然存在。胰島素IND增強(qiáng)了胰島素信號(hào)通路各分子的表達(dá)與活性,降低了tau在Thr212,Ser262/356,Ser396/404,Ser4