β淀粉样蛋白寡聚体参与阿尔茨海默病发病机制的研究进展

阿尔茨海默病(AD)是痴呆的最常见病因,我国AD患者群体巨大,AD防治势在必行。淀粉样蛋白斑块靶向治疗的失败让毒性β淀粉样蛋白寡聚体(AβOs)学说愈加醒目,体内、外试验证明AβOs的神经毒性可能是AD病理改变的原因。本文主要阐述AβOs致病机制的最新研究进展和治疗策略,旨在更好地了解AD与AβOs之间的关系,为临床进一步研究提供参考。

TFEB activator 1增强小胶质细胞中β淀粉样蛋白寡聚体的自噬降解

本文旨在研究TFEB activator 1(TA1)改善小胶质细胞自噬降解β淀粉样蛋白寡聚体(oligomeric amyloid-β,oAβ)的机制,探讨TA1对于阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)体外小胶质细胞模型的治疗效果。在体外培养的原代小胶质细胞中,分别给予oAβ(1μmol/L)处理0、3、12、24 h,或以oAβ(1μmol/L)和TA1(1μmol/L)联合处理细胞12 h后,巴弗洛霉素A1(100 nmol/L)继续处理细胞1 h。采用荧光示踪法检测小胶质细胞内吞或降解oAβ1-42的水平;采用mCherry-EGFP-LC3的慢病毒转染原代小胶质细胞,检测自噬通量的变化;利用免疫荧光法检测oAβ1-42与溶酶体相关膜蛋白1(lysosome-associated membrane protein 1,LAMP1)或微管相关蛋白轻链3(microtuble-associated protein light chain 3,LC3)的共定位、TFEB核表达及自噬小体数量的变化;采用qRT-PCR法检测自噬基因Lamp1、Atg5、Map1lc3b的表达变化。结果显示:长时程oAβ暴露后,小胶质细胞内吞与降解oAβ的能力明显下降,细胞内自噬小体数量及自噬通量降低,自噬调节因子TFEB的核表达降低,自噬基因表达降低,引发oAβ的自噬降解受损;给予上述细胞TA1治疗后,可观察到TFEB的核表达明显上调,细胞内自噬基因表达上调,自噬通量恢复,小胶质细胞内吞与降解oAβ的能力得到明显恢复。因此,TA1可以通过上调小胶质细胞TFEB介导的自噬,改善AD小胶质细胞清除oAβ的能力,提示TA1可作为治疗AD的潜在药物。

β淀粉样蛋白42寡聚体诱导神经元毒性和阿尔茨海默病病理形成

目的探究β淀粉样蛋白(Aβ)42寡聚体对神经元毒性的作用及诱导产生类似阿尔茨海默病(AD)病理的机制。方法采用Western blot检测和透射电子显微镜对合成的Aβ_(42)寡聚体进行鉴定。为评估Aβ_(42)寡聚体的影响,使用2,5-二苯基四氮唑溴盐检测细胞活性,将10μmol/L的Aβ_(42)寡聚体与人神经母细胞瘤系(SH-SY5Y)细胞共孵育12h和24h,与人胚胎干细胞(hESC)衍生的谷氨酸能神经元共孵育24h、48h和96h,同时设立相应对照组。原位末端标记法检测谷氨酸能神经元凋亡情况;免疫荧光染色法检测AD相关病理Aβ斑块及p-tau病理变化。结果Western blot显示,Aβ_(42)寡聚体样品中观察到单体和小分子量聚集体(<30000)。透射电子显微镜成像显示,Aβ_(42)寡聚体主要呈圆球形颗粒状。10μmol/L的Aβ_(42)寡聚体与SH-SY5Y细胞共孵育12h、24h,细胞存活率显著低于其对照组[(70.89±2.54)%vs(100.00±2.02)%,(52.63±3.37)%vs(100.00±2.80)%,P<0.05]。10μmol/L的Aβ_(42)寡聚体与谷氨酸能神经元共孵育24h、48h和96h,细胞存活率显著低于其对照组(P<0.05)。10μmol/L的Aβ_(42)寡聚体与谷氨酸能神经元共孵育48h、96h,凋亡率显著高于其对照组[(1.44±0.31)%vs(1.00±0.38)%,(1.75±0.64)%vs(1.00±0.31)%,P<0.05]。10μmol/L的Aβ_(42)寡聚体与谷氨酸能神经元共孵育24h、48h、96h,均产生呈圆形颗粒状的Aβ斑块阳性信号,其对照组均无Aβ斑块阳性信号。10μmol/L的Aβ_(42)寡聚体与谷氨酸能神经元共孵育24h,细胞在Thr231位点处产生tau过度磷酸化,Aβ_(42)寡聚体组平均荧光强度显著高于其对照组(P<0.05)。结论Aβ_(42)寡聚体对SH-SY5Y细胞和谷氨酸能神经元均具有毒性,可以诱导谷氨酸能神经元产生AD样病理。

可溶性β-淀粉样蛋白寡聚体的结构与神经毒性

阿尔茨海默氏病(Alzheimer’sdisease,AD)是一种神经退行性疾病,其病理学特征为细胞间淀粉样斑块和细胞内大量的神经纤维缠结。淀粉样级联假说认为β-淀粉样蛋白在细胞外聚集形成纤维状聚集物,进而形成老年斑,导致局部组织炎症、神经细胞凋亡。但是该假说无法解释AD患者在患病早期出现的学习记忆障碍及行为异常。目前研究显示β-淀粉样蛋白的另一种聚集物——可溶性寡聚体——可能与疾病发生有着密切的关联。本文就近期可溶性β-淀粉样蛋白寡聚体引发的突触功能障碍、可能的细胞凋亡机理以及对动物学习记忆行为方面的神经毒性研究进展作一综述。

不同浓度β-淀粉样蛋白寡聚体的毒性差异

目的探讨不同浓度的β淀粉样蛋白(amyloid beta,Aβ)寡聚体毒性的差异。方法 0.5μmol/L,1μmol/L,1.5μmol/L,2μmol/L,2.5μmol/L,3μmol/L的Aβ1-42寡聚体(A-βderived diffusible ligands,ADDLs)处理PC12细胞(大鼠肾上腺嗜铬细胞瘤细胞),western blot检测钙蛋白酶(calpain)的激活程度,蛋白激酶A的催化亚基(catalytic subunits of cAMP-dependent kinase,PKA-C)和磷酸化环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(phosphory lated cAMP response element binding protein,pCREB)的表达水平。结果所有浓度的ADDLs均导致pCREB的下降(P<0.05),但均未影响PKA-C的含量(P>0.05)。0.5μmol/L,1μmol/L,1.5μmol/L的ADDLs导致pCREB的下降与calpain的激活无关,而2μmol/L,2.5μmol/L,3μmol/L的ADDLs导致pCREB的下降与calpain激活有关。结论不同浓度ADDLs通过不同毒性通路导致pCREB下降:高浓度的ADDLs通过激活calpain,而低浓度ADDLs则可能通过其他途径,但两者均未通过影响PKA-C的含量来降低pCREB水平。

β-淀粉样蛋白1-42寡聚体诱导的阿尔茨海默病大鼠海马的Bcl-2表达和caspase-3活性变化

目的：研究β-淀粉样蛋白1-42（Aβ1-42）寡聚体诱导痴呆大鼠脑海马区的Bcl-2表达和caspase-3活性变化及其意义.方法：采用Morris水迷宫法筛选出逃避潜伏期少于60 s的60只SD雄性大鼠随机分为4组,即正常对照组、PBS对照组、Aβ1-42纤维组、Aβ1-42寡聚体组.通过脑立体定位仪将Aβ1-42纤维体、Aβ1-42寡聚体注入大鼠右侧脑室,制备AD大鼠模型.RT-PCR法检测大鼠海马Bcl-2 mRNA、caspase-3 mRNA的表达,用免疫印迹测定大鼠海马区Bcl-2蛋白表达和caspase-3活性.结果：与正常对照组及PBS对照组比较,模型组大鼠海马区Bcl-2 mRNA和Bcl-2蛋白表达较低,Aβ1-42纤维组Bcl-2的蛋白表达高于Aβ1-42寡聚体组;Aβ1-42寡聚体组的caspase-3 mRNA表达以及caspase-3蛋白活性高于Aβ1-42纤维组.结论：Aβ1-42寡聚体可下调Bcl-2表达,活化caspase-3.

β-淀粉样蛋白1-42寡聚体对BV2小胶质细胞炎症反应的影响及机制研究

目的:探讨β-淀粉样蛋白1-42寡聚体(amyloidβ-protein 1-42 oligomer,oAβ)对BV2小胶质细胞炎症反应的影响及可能的机制。方法:制备oAβ,采用不同浓度(0、0.5、1、5、10、20μmol/L)的oAβ孵育BV2小胶质细胞24 h后,用倒置相差显微镜观察细胞形态变化;用CCK-8法检测BV2小胶质细胞活力;用ELISA法检测细胞培养上清液中肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factorα,TNF-α)、白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)、IL-4和IL-10的分泌水平。随后将BV2小胶质细胞分成对照组、模型组和拮抗剂组,模型组选取浓度为5μmol/L的oAβ处理BV2小胶质细胞,拮抗剂组在模型组基础上加10μmol/L Toll样受体1(Toll-like receptor 1,TLR1)/TLR2拮抗剂CU-CPT22作用于细胞,应用RT-qPCR和Western blot检测3组细胞TLR1、TLR2、髓样分化因子88(myeloid differentiation factor 88,MyD88)的mRNA和蛋白表达,用ELISA检测细胞培养上清液中TNF-α、IL-6、IL-4和IL-10的分泌水平。结果:BV2小胶质细胞的活力随着oAβ浓度的增加而降低,TNF-α和IL-6分泌水平随oAβ浓度的增加而升高,IL-4和IL-10分泌水平随oAβ浓度的增加而降低,且与0μmol/L oAβ组比较差异均有统计学意义(P<0.05)。与对照组相比,模型组TLR1、TLR2和MyD88的mRNA及蛋白表达水平均显著升高(P<0.01),TNF-α和IL-6分泌水平显著升高(P<0.01),IL-4和IL-10分泌水平显著降低(P<0.01);与模型组相比,拮抗剂组TLR1、TLR2及MyD88 mRNA和蛋白表达均显著降低(P<0.05),TNF-α和IL-6分泌水平显著降低(P<0.01),IL-4和IL-10分泌水平无显著变化(P>0.05)。结论:不同浓度的oAβ刺激BV2小胶质细胞后均出现了炎症反应,且oAβ呈浓度依赖性的升高了促炎细胞因子TNF-α和IL-6的表达水平,降低了抗炎细胞因子IL-4和IL-10的表达水平;oAβ可能通过TLR1/2-MyD88信号通路诱导BV2小胶质细胞活化,进而上调其促炎介质的水平。

Aβ42寡聚体对突触内外谷氨酸受体表达的影响

目的:通过体内外实验探讨阿尔茨海默病关键发病分子β-淀粉样蛋白42寡聚体(Aβ42Os)作用下离子型谷氨酸受体N-甲基-D-天冬氨酸受体(NMDAR)亚基(NR2A、NR2B和NR1)和代谢型谷氨酸受体5(mGluR5)在突触内外的表达分布变化。方法:(1)用不同浓度的Aβ42Os处理乳小鼠原代神经元,Western blot和免疫荧光染色检测原代神经元中mGluR5和NMDAR的表达和分布情况。(2)在C57BL/6小鼠侧脑室立体定位注射不同浓度的Aβ42Os,Western blot检测海马组织中mGluR5和NMDAR在突触内外的蛋白水平,以及mGluR5下游磷脂酰肌醇3-激酶(PI3K)/蛋白激酶B(PKB/AKT)信号通路相关蛋白、钙信号下游通路相关蛋白和突触相关蛋白的表达。结果:(1)高浓度Aβ42Os处理原代小鼠神经元增加mGluR5表达(P<0.01),减少NR2A、NR2B和NR1表达(P<0.01);引起mGluR5膜表面聚集,而使NR2A、NR2B和NR1膜表面表达分布减少。(2)高浓度Aβ42Os引起小鼠海马组织中突触mGluR5表达增加(P<0.01),NR2A(P<0.05)和NR2B(P<0.01)表达减少,突触外NR2B表达增加(P<0.01);抑制PI3K表达及AKT和细胞外信号调节激酶(ERK)磷酸化,过度激活钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶IIα(CaMKIIα);引起突触后致密蛋白95、亲棘蛋白(spinophilin)、突触小泡蛋白(synaptophysin)和微管相关蛋白2表达减少(P<0.01)。结论:(1)高浓度Aβ42Os引起神经元突触mGluR5过度聚集,NR2A、NR2B和NR1表达减少,而突触外NR2B表达增加。(2)高浓度Aβ42Os抑制PI3K/AKT和ERK信号通路,过度激活CaMKIIα通路,损伤突触结构。

天然Aβ寡聚体抗体的制备研究

在本研究中,制备了Aβ寡聚体和交联该寡聚体的亲和层析填料,然后应用亲和层析技术从IVIG中纯化获得了结合Aβ寡聚体的多克隆抗体(antibodies against Aβoligomer,Ab-Aβo),并应用ELISA和Western blot对其进行了鉴定,以MTT实验分析了该抗体对Aβ42诱导的细胞毒性作用的影响.结果表明,纯化获得的Ab-Aβo能特异性地结合体外合成或细胞形成的Aβ寡聚体,并且与Aβ寡聚体的结合活性比IVIG高1000倍,同时该寡聚体抗体能够显著抑制Aβ42诱导的细胞毒性.

PGN激活BV2内吞Aβ寡聚体后对PC12的影响

目的探讨前炎性介质肽聚糖(peptidoglycan,PGN)激活BV2细胞内吞β淀粉样蛋白(amyloid proteinβ,Aβ)1～42寡聚体后对PC12的影响。方法采用细胞株传代法培养PC12细胞及BV2细胞,分别替代神经元细胞和小胶质细胞;用转移筛网进行PC12、BV2细胞共育培养;制备Aβ1～42寡聚体;分别采用MTT方法检测PC12细胞抑制率、Western blotting方法检测各组PC12细胞tau(pS396)蛋白表达情况、流式细胞仪检测PC12细胞凋亡。结果 Aβ寡聚体、Aβ寡聚体作用BV2细胞后及PGN作用BV2细胞后均能抑制PC12细胞增殖、增加PC12细胞tau(pS396)表达量、增加PC12细胞凋亡率;而PGN激活BV2细胞内吞Aβ寡聚体后对PC12细胞增殖抑制、tau(pS396)表达量、PC12细胞凋亡率与前面三种情况比较明显增加。结论 Aβ寡聚体可引起PC12细胞的细胞抑制率,tau蛋白异常磷酸化水平,细胞凋亡的增多;PGN激活BV2细胞内吞Aβ后,加重Aβ寡聚体引起PC12细胞的细胞抑制率,tau蛋白异常磷酸化水平,细胞凋亡的增多。

PGN对BV2细胞内吞Aβ寡聚体的影响

目的探讨前炎介质肽聚糖(peptidoglycan,PGN)对BV2细胞内吞β淀粉样蛋白1-42(amyloid proteinβ,Aβ1-42)寡聚体的影响及其机制。方法采用细胞株传代法培养BV2细胞,分别替代小胶质细胞;按Klein WL(2002)方法制备Aβ1-42寡聚体;采用免疫荧光染色鉴定BV2细胞内吞Aβ的量;Western blotting方法检测各组BV2细胞磷酸化p38丝裂原活化蛋白激酶(phosphorylated p38 mitogen-activated protein kinase,p38MAPK)、p38MAPK蛋白表达情况;PCR方法检测各组BV2细胞鼠同系物甲酰肽受体(mouse homologue formyl peptide receptor 2,mFPR2)mRNA。结果 PGN激活BV2细胞内吞Aβ1-42寡聚体增多,可被mFPR2拮抗剂抑制;PGN可引起BV2细胞表达mFPR2 mRNA增多,且存在浓度、时间相关性,可被SB202190-p38MAPK抑制剂抑制,且随着SB202190浓度增加,抑制程度增加,各组浓度与0μmol/L相比,抑制明显差异有统计学意义,1μmol/L组P<0.05,10、20、30μmol/L组均P<0.01;PGN作用BV2细胞后各时间点p38MAPK的磷酸化激活程度同对照组相比差异有统计学意义(P<0.01)。结论 PGN可激活BV2细胞内吞Aβ增多,此过程可被mFPR2拮抗剂阻断,推测BV2细胞内吞Aβ可能与mFPR2表达有关;PGN可引起BV2细胞的表达mFPR2 mRNA增多,可能参与激活BV2细胞内吞Aβ的作用;PGN可引起BV2细胞p38MAPK表达量增多,且其抑制剂抑制mFPR2 mRNA表达,可能为激活BV2细胞内吞Aβ的作用机制。

PGN对Aβ1-42寡聚体促进BV2细胞分泌IL-1β的影响

目的探讨前炎介质肽聚糖(peptidoglycan,PGN)激活BV2细胞内吞β淀粉样蛋白(amyloid pro-teinβ,Aβ)1-42寡聚体后,对白细胞介素-1β(IL-1β)分泌的影响及其机制。方法采用细胞株传代法培养BV2细胞替代小胶质细胞,按Klein方法制备Aβ1-42寡聚体。将BV2细胞分为PGN(20μg/mL)组、Aβ1-42寡聚体(0.5μmol/L)组、PGN(20μg/mL)+Aβ1-42寡聚体(0.5μmol/L)组,比较BV2细胞分泌IL-1β水平;将BV2细胞予PGN(20μg/mL)及PGN+SB202190,比较两组IL-1β分泌水平;将不同浓度的PGN(0、5、10、20、40μg/mL)加入BV2细胞中培养,分别检测培养液中IL-1β的水平。采用ELISA方法测定BV2细胞培养液中IL-1β的水平。结果 PGN、Aβ1-42寡聚体、PGN+Aβ1-42寡聚体均可激活BV2细胞分泌IL-1β,分泌IL-1β高峰分别为孵育后24h、12h、24h;孵育后6、12、24h同时间相比,PGN+Aβ1-42寡聚体组BV2细胞分泌IL-1β水平均较PGN组和Aβ1-42寡聚体组明显增多(均P<0.05);PGN激活BV2细胞分泌IL-1β的水平与PGN浓度有剂量依赖关系(P<0.05);丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)抑制剂SB202190使BV2细胞分泌IL-1β量明显减少(P<0.01)。结论 PGN可激活BV2细胞分泌IL-1β,且促进Aβ刺激BV2细胞分泌IL-1β增多,p38MAPK抑制剂可抑制IL-1β分泌,推测p38MAPK可能参与BV2细胞分泌IL-1β的过程。

Aβ1-42寡聚体对大鼠认知功能的影响和神经毒性分析

目的:探讨β淀粉样蛋白42(Aβ1-42)寡聚体对阿尔茨海默病(AD)大鼠认知功能的影响以及其神经毒性的分析.方法:采用Morris水迷宫法筛选出逃避潜伏期少于60 s的60只雄性大鼠随机均分为正常组、PBS对照组、Aβ1-42纤维体组、Aβ1-42寡聚体组.用脑立体定位仪将Aβ1-42寡聚体或纤维体分别注入AD模型鼠的双侧海马,PBS对照组注射等量的PBS,正常组不作任何处理.AD模型建立后第8周,采用Morris水迷宫测试大鼠学习记忆能力的变化,然后在麻醉条件下断头取大脑皮质和海马,冷冻切片,常规H-E染色观察脑组织的病理变化.结果:造模后,与正常组和PBS对照组相比,Aβ1-42寡聚体组和Aβ1-42纤维体组逃避潜伏期较造模前均延长,Aβ1-42寡聚体组大鼠逃避潜伏期长于Aβ1-42纤维体组;Aβ1-42寡聚体可导致大鼠海马和大脑皮质神经元细胞凋亡,镜下可见细胞核固缩,核呈黑紫色,染色质边集,Aβ1-42纤维体对神经元损伤较寡聚体轻.结论:Aβ1-42寡聚体海马内注射可导致大鼠认知功能障碍和神经毒性,且Aβ1-42寡聚体较Aβ1-42纤维体神经毒性要强.Aβ1-42寡聚体导致的认知功能障碍与神经细胞损害有关.

AβOs对大鼠原代海马神经细胞丝裂原活化蛋白激酶信号转导通路的影响

目的:观察β-淀粉样蛋白寡聚体(AβOs)对原代培养大鼠海马神经细胞丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号转导通路的影响。方法:原代培养大鼠海马神经细胞,用免疫荧光染色鉴定纯度,制备并鉴定AβOs,用不同浓度AβOs(0.25、0.5、1及10μmol/L)处理细胞48 h,采用CCK-8试验检测细胞的存活率,蛋白印迹法(Western blotting)检测细胞中细胞外信号调节蛋白激酶(ERK)、c-Jun氨基末端激酶(JNK)及p38磷酸化及总蛋白表达水平。结果:免疫荧光染色结果显示原代大鼠海马神经细胞的体外培养纯度达85%以上;低于0.5μmol/L AβOs对原代神经细胞无明显毒性作用,但可见phospho-ERK1/2和phospho-JNK蛋白表达升高;1μmol/L及更高浓度的AβOs对原代神经细胞有细胞毒性作用,同时可引起phospho-ERK1/2和phospho-JNK蛋白表达水平均降低,但总ERK1/2及总JNK蛋白表达水平未受明显影响,而phospho-p38及总p38蛋白表达水平与AβOs作用浓度呈负相关。结论:AβOs与MAPK信号通路之间的作用可因AβOs的作用浓度不同而出现差异。

Anle138b对oAβ_(1-42)诱导海马神经元突触毒性作用影响

目的探究Anle138b对慢性β淀粉样蛋白寡聚体1-42(oAβ_(1-42))诱导的海马神经元突触毒性作用影响。方法培养原代海马神经元细胞,细胞发育成熟后分为对照组(不进行任何处理)、oAβ_(1-42)组(100 nmol/L oAβ_(1-42)处理7 d)、Anle138b组(50 nmol/L Anle138b处理2 d)、oAβ_(1-42)+Anle138b组(100 nmol/L oAβ_(1-42)+50 nmol/L Anle138b共处理7 d)、oAβ_(1-42)+Anle138b 2 d组(100 nmol/L oAβ_(1-42)处理7 d,在oAβ_(1-42)处理的最后2 d加用50 nmol/L Anle138b)。各组处理结束后,应用单细胞膜片钳技术检测自发性兴奋性突触后电流(sEPSCs)的幅值、频率、半衰减时间。结果各组海马神经元细胞sEPSCs幅值、半衰减时间比较差异无统计学意义(F=2.215、1.043,P>0.05)。各组sEPSCs频率比较差异有统计学意义(F=15.490,P<0.001),两两比较显示,oAβ_(1-42)组的sEPSCs频率较对照组明显增加(q=6.507,P<0.001),oAβ_(1-42)+Anle138b组和oAβ_(1-42)+Anle138b 2 d组的sEPSCs频率较oAβ_(1-42)组明显降低(q=9.517、9.471,P<0.001),其他组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。结论Anle138b不仅可以预防慢性oAβ_(1-42)诱导的海马神经元细胞突触毒性作用,还可以消除慢性oAβ_(1-42)诱导的海马神经元细胞突触毒性作用。

海风藤对活化的新生大鼠小胶质细胞的影响作用

目的研究海风藤提取物对纤丝状和寡聚体p淀粉样蛋白（B—amyloid，Ap）诱导的活化新生大鼠小胶质细胞可能的影响。方法原代培养新生大鼠小胶质细胞，分别用纤丝状A[325—35、寡聚体A^25-35、纤丝状A[325-35＋海风藤提取物、寡聚体A[325-35＋海风藤提取物干预小胶质细胞，并设立空白对照组。干预48h后，以CD68作为小胶质细胞活化的特异性抗原标志，利用免疫细胞化学染色方法，对小胶质细胞的活化率进行检测，并比较不同处理组间的差异。结果四个实验组的小胶质细胞CD68表达阳性率均高于空白对照组（5．1％，P〈0．05）。纤丝状AB＋海风藤提取物组CD68表达阳性率（52．1％）低于纤丝状AB组（60．8％，P〈0．05）。寡聚体A[3组（71．2％）和寡聚体A[3＋海风藤提取物组（67．0％）的CD68表达阳性率无明显差异（P=0．101）。结论纤丝状和寡聚体AB均能激活小胶质细胞；海风藤提取物能够抑制纤丝状Ap对小胶质细胞的激活作用，对寡聚体Ap的激活作用无明显影响。