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阿尔茨海默症(Alzheimers disease,AD)是目前最常见的神经退行性疾病之一,AD病人脑内特征性积累的β-淀粉样蛋白(Amyloid β-peptide,Aβ)被认为是导致AD的关键因素。Aβ蛋白由它的前体蛋白APP(Amyloid precursor protein,APP)经过β-和γ-分泌酶分步酶解而来。因此,γ-分泌酶介导的APP代谢失调有可能引起Aβ的异常积累。已知氧化应激(Oxidative stress)与AD发病过程密切相关,AD病人脑中高含量的活性氧自由基(Reactive oxygen spieces,ROS)能够促进Aβ的产生,加剧AD病症。但是,γ-分泌酶在ROS促进Aβ生成过程中的作用尚不清楚。
本研究建立了APP外源表达的神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y的AD细胞模型,利用过氧化氢(H2O2)模拟氧化应激,发现H2O2刺激能够促进γ-分泌酶水解途径,加速APP和CTF(C-terminal fragment of APP)代谢,从而增加Aβ的生成,但H2O2不影响全长APP蛋白的表达和α-/β-分泌酶的活性。
进一步研究发现,H2O2可激活细胞中的INK激酶(c-Jun N-terminal kinase)。利用抑制剂SP600125阻断JNK活性或利用siRNA下调内源性INK表达,都能够有效的抑制H2O2对γ-分泌酶水解活性的促进,表明H2O2通过JNK信号通路调节γ-分泌酶活性,从而影响Aβ生成。分子机制研究表明,JNK激酶可能通过磷酸化早老素蛋白(Presenilin,PS)直接或间接促进γ-分泌酶活性,而不依赖于APP668位磷酸化。
本研究还发现JNK在AD病人脑内被激活,而且激活的JNK定位在AD转基因小鼠脑内老年斑周围,提示氧化应激活化的JNK能够促进γ-分泌酶生成Aβ,引起老年斑扩展及AD病症恶化。