腹腔内注射重组p75ECD可减轻APP/PS1转基因小鼠的认知缺陷和阿尔茨海默病样病变

摘要

目的阿尔茨海默病(AD)是最常见的进行性神经退行性疾病,表现为进行性记忆丧失和认知障碍。由于AD发病机制复杂,目前尚无有效的治疗方法。神经营养素受体p75(p75NTR)是脑源性神经营养因子(BDNF)、神经生长因子(NGF)、神经营养素-3(NT-3)和NT-4的受体,通过激活其共同受体介导神经元的存活或凋亡。p75NTR可以由金属蛋白酶和肿瘤坏死因子-α转换酶(TACE)裂解产生细胞外域(ECD);γ-分泌酶裂解产生胞内域(ICD)。已有研究表明,p75NTR在AD发病过程中起着2种作用。一方面,p75ECD可以抑制Aβ的积累和沉淀,老年斑的主要形式,在蛋白水解作用和清除Aβ中扮演重要角色,另一方面,p75ECD保护神经元免受Aβ的神经毒性和变弱tau蛋白的过度磷酸化。研究表明,p75NTR外域是一种针对AD脑淀粉样蛋白毒性的生理神经保护分子。在最近的一项研究中,Wang等报道了p75NTR在AD转基因小鼠死后大脑中的表达上调,但其胞外结构域(p75ECD)显著下调。事实上,之前的研究已经表明,在APP/PS1转基因模型中,通过颅内注射AAV-p75ECD恢复p75ECD水平可以缓解AD的病理,改善AD的早期和后期学习记忆。目的采用9月龄的APP/PS1小鼠研究重组75ECD腹腔注射对中晚期AD病理的疗效和机制。方法本研究共使用23只转基因雌性小鼠,随机分为p75ECD10 mg·kg-1组(n=8)、p75ECD3 mg·kg-1组(n=8)和转基因小鼠对照组(n=7)。重组p75ECD 10 mg·kg-1组和p75ECD3 mg·kg-1组,每月注射1次,持续2个月给药。所有小鼠在12个月大时接受行为测试,并处死进行病理及生化实验。结果 (1)比对照小鼠探测实验显示,重组p75ECD 10 mg·kg-1治疗APP/PS1小鼠,显著缩短延迟平台和目标区域的距离;平台探测实验发现,重组p75ECD 10 mg·kg-1治疗显著增加交叉时间(P<0.05);穿梭实验各组游泳速度差异无统计学意义。(2)统计结果显示,APP/PS1小鼠接受p75ECD重组治疗后,与对照组相比,大脑中Aβ沉淀显著下降63%。(3) p75ECD重组10 mg·kg-1治疗组中促炎因子TNF-α,IL-6和IL-12表达水平明显下降,重组p75ECD 3 mg·kg-1治疗小鼠与对照组相比没有明显差异。(4) p75ECD重组10 mg·kg-1治疗组与其他2组相比,大脑中RAGE,GSK3β,APP和IDE蛋白水平显著下降(P<0.01)。结论腹腔内注射重组p75ECD10 mg·kg-1可减轻中晚期APP/PS1转基因小鼠的认知缺陷及AD的病理,其分子机制与重组p75ECD调控APP代谢过程的蛋白相关。