JNK抑制剂SP600125对AD脑内突触损害和炎性反应治疗作用及其机制研究

发布时间：2019-10-03 12:34

【摘要】：【研究背景和目的】c-Jun氨基末端激酶(c-Jun N-terminal kinase,JNK)是促分裂原活化蛋白激酶MAPK(mitogen-activated protein kinase)的超家族成员之一,JNK信号通路可被细胞因子、生长因子、氧化应激等因素激活,参与体内多种疾病的发生和发展过程。近年来的研究表明,AD的病理变化与一些细胞信号转导分子密切相关,其中JNK信号通路尤为重要。前期研究结果表明活化的JNK在APP/PS1小鼠脑内显著增高并与老年斑、胶质细胞、磷酸化Tau蛋白等共存,提示JNK的激活可能在AD的多个病理损害中具有重要的作用。然而,JNK激活在阿尔茨海默病病理进展中的关键性作用及分子机制,目前尚未完全阐明;JNK特异性抑制剂SP600125能否防止AD的病理过程进展仍不可知。本研究在前期的基础上深入探讨阐述JNK特异性抑制剂SP600125在阿尔茨海默病中的保护作用及其分子机制,有望为研发防治AD的新药物提供新的靶点。【研究方法】本研究以9月龄雌性APPswe/PS1d E9双转基因(APP/PS1)AD小鼠和与其年龄相匹配的野生型(WT)C57BL/6小鼠为实验对象,随机分为PBS溶媒-WT对照组、SP600125-WT对照组、PBS溶媒-APP/PS1治疗组和SP600125-APP/PS1治疗组。分别给予SP600125或PBS溶媒腹腔内注射12周。通过行为学被动回避实验检测各处理组小鼠学习记忆功能的变化情况;应用Western Blot蛋白印迹法检测各处理组小鼠脑内JNK、磷酸化JNK(p-JNK)、突触素(SYP)、突触后密度蛋白95(PSD-95)等蛋白的表达情况;通过免疫组织化学方法检测各处理组小鼠脑内活化星形胶质细胞和小胶质细胞的变化情况;通过ELISA方法检测各处理组小鼠脑内炎性反应因子白细胞介素1β(IL-1β)、白细胞介素6(IL-6)以及肿瘤坏死因子α(TNFα)的表达变化情况。【研究结果】1、行为学研究发现,在被动回避实验的单次电击测试中,各处理组小鼠的获得潜伏期(即电击刺激前由明箱进入暗箱时间)没有显著差异;在记忆保持测试中,与PBS溶媒-WT对照组和SP600125-WT对照组相比,PBS溶媒-APP/PS1治疗组小鼠的保持滞留期(电击刺激1d后由明箱进入暗箱时间)明显缩短,表现出严重的情境式记忆受损;而与PBS溶媒-APP/PS1治疗组相比,SP600125-APP/PS1治疗组小鼠的保持滞留期则显著延长,其情境式记忆功能损害得到有效改善。2、突触相关蛋白研究发现,各处理组小鼠皮层和海马组织中JNK表达水平并无显著差异;与PBS溶媒-WT对照组和SP600125-WT对照组相比,PBS溶媒-APP/PS1治疗组小鼠皮层和海马组织中p-JNK表达水平显著升高,而SYP和PSD-95的表达水平显著降低;与PBS溶媒-APP/PS1治疗组相比,SP600125-APP/PS1治疗组小鼠皮层和海马组织中p-JNK表达水平明显降低,而SYP和PSD-95的表达水平则明显升高。3、神经炎性反应研究发现,与PBS溶媒-WT对照组和SP600125-WT对照组相比,PBS溶媒-APP/PS1治疗组小鼠皮层和海马组织中活化的星形胶质细胞和小胶质细胞数量显著增加,促炎性因子IL-1β、IL-6和TNFα的含量明显升高;与PBS溶媒-APP/PS1治疗组相比,SP600125-APP/PS1治疗组小鼠皮层和海马组织中活化的星形胶质细胞和小胶质细胞数量显著减少,促炎性因子IL-1β、IL-6和TNFα的含量明显降低。【研究结论】我们的研究表明,使用JNK特异性抑制剂SP600125治疗APP/PS1转基因AD小鼠,可以通过抑制JNK活性显著增加皮层和海马组织中突触相关蛋白SYP和PSD-95的表达水平,抑制星形胶质细胞和小胶质细胞等炎性反应细胞的活化,降低IL-1β、IL-6和TNFα等炎性反应介质的含量,显著改善APP/PS1转基因AD小鼠的记忆功能损害。提示JNK特异性抑制剂SP600125可以通过减少AD脑内突触损害及炎性反应过程改善AD相关认知功能障碍,可能是一种潜在的具有治疗AD作用的新型药物。
【图文】：

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图 1APP 代谢示意图2.2 Tau 蛋白过磷酸化形成的神经原纤维缠结（NFTs）微管系统是神经细胞骨架成分，参与多种细胞功能。Tau 是正常的轴突蛋白，，与微管相结合提高细胞中微管的稳定性。同时 Tau 也是促进微管蛋白聚合的高效启动子。但是，Tau 蛋白同大多数微管相关蛋白一样也会发生磷酸化。激酶和磷酸酶活性之间的平衡决定了 Tau 蛋白磷酸化状态。在神经元纤维缠结中，Tau 蛋白过度磷酸化聚合并且不能结合到微管。去磷酸化后，又会恢复结合微管的能力。NFTs 是由过度磷酸化的 Tau 蛋白形成的成对的螺旋结构。这些不溶性结构会损坏细胞质功能和轴突运输，并导致细胞死亡。正常生理情况下， Tau 蛋白处于磷酸化/去磷酸化的平衡状态，但在 AD 中，这种平衡状态遭到破坏导致 Tau 蛋白过度磷酸化[24]。过度磷酸化的 Tau 不断形成 NFTs 干扰细胞内信息传递，细胞骨架的异常改变，导致神经元变性坏死。2.3 免疫炎性反应

示意图,免疫组化染色,小胶质细胞,斑块

并进一步形成淀粉样蛋白斑块，促进阿尔茨海默病病情发展（图 1）。图 1APP 代谢示意图2.2 Tau 蛋白过磷酸化形成的神经原纤维缠结（NFTs）微管系统是神经细胞骨架成分，参与多种细胞功能。Tau 是正常的轴突蛋白，与微管相结合提高细胞中微管的稳定性。同时 Tau 也是促进微管蛋白聚合的高效启动子。但是，Tau 蛋白同大多数微管相关蛋白一样也会发生磷酸化。激酶和磷酸酶活性之间的平衡决定了 Tau 蛋白磷酸化状态。在神经元纤维缠结中，Tau 蛋白过度磷酸化聚合并且不能结合到微管。去磷酸化后，又会恢复结合微管的能力。NFTs 是由过度磷酸化的 Tau 蛋白形成的成对的螺旋结构。这些不溶性结构会损坏细胞质功能和轴突运输，并导致细胞死亡。正常生理情况下， Tau 蛋白处于磷酸化/去磷酸化的平衡状态，但在 AD 中
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R749.16

【参考文献】