论文部分内容阅读
阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种神经退行性疾病,主要表现为学习认知功能障碍和记忆减退,细胞外β-淀粉样蛋白(β-amyloid, Ap)形成的老年斑和细胞内tau蛋白磷酸化形成的神经纤维缠结和脑部神经元的变性及突触丢失。钙蛋白酶(calpain)和PSD-95为突触相关蛋白,Ap的过量沉积引起神经细胞内Ca2+浓度的升高,进一步激活calpain,使tau蛋白过度磷酸化,进而引起神经纤维缠结,导致神经元和突触的缺失。而PSD-95的表达水平与AD患者体内Aβ水平负相关,AD患者脑组织内可观察到Aβ的增加及PSD-95的减少。本研究使用3×Tg-AD模型小鼠来检测calpain和PSD-95在AD疾病中的变化规律,分析突触相关蛋白发生显著变化的时间节点,研究突触损伤与AD发病机制的关系。结果如下：1、AD模型小鼠与同龄对照组相比：1月龄和3月龄脑内calpain活性与PSD-95蛋白水平无统计学差异(P>0.05)；6月龄、9月龄、和12月龄脑内calpain活性显著上升(P<0.05),而PSD-95蛋白水平显著降低(P<0.05)；16月龄、20月龄AD小鼠脑内calpain活性极显著上升(P<0.01),而PSD-95蛋白水平极显著降低(P<0.01)。AD模型小鼠calpain活性与PSD-95蛋白表达在6月龄发生显著变化,说明6月龄是AD模型小鼠突触损伤出现的时间节点。2、随月龄的增加,对照组小鼠calpain活性升高但趋势缓慢,PSD-95蛋白水平降低但不明显(P>0.05)。而AD模型小鼠6月龄calpain活性出现显著升高(P<0.05),到16月龄出现极显著升高(P<0.01),到20月龄calpain活性升高368.9%,差异极显著(P<0.01)。而PSD-95蛋白水平6月龄显著下降(P<0.05),到16月龄出现极显著降低(P<0.01),到20月龄PSD-95水平降低了69.8%,差异极显著(P<0.001)。结果进一步确认6、16月龄为AD模型小鼠calpain活性与PSD-95蛋白表达发生重大变化的节点。3、选择6月龄的AD模型小鼠进行重组嵌合抗原6Aβ15-TF和6Aβ15-THc-C的主动免疫治疗。与非免疫组AD模型小鼠相比,免疫治疗后的AD模型小鼠具有较好的体液免疫水平和细胞免疫水平,脑内毒性蛋白Aβ与tau得到有效清除,病理学特征得到极显著改善(P<0.01),水迷宫行为学评价显示学习认知能力获得极显著改善(P<0.01).结果表明我们使用的疫苗对AD模型小鼠具有明显的免疫治疗效果。4、免疫疗效显著的AD模型小鼠dynamin1, synaptophysin, synapsin1, GluR1等突触相关蛋白表达水平表现显著上调(P<0.05),提示主动免疫治疗后的AD小鼠脑部神经元得到了较好的保护。虽然免疫治疗组AD模型小鼠的calpain和PSD-95在转录水平上未发现显著变化(P>0.05),但是蛋白水平上calpain活性表现极显著下调(P<0.01),PSD-95表现极显著上调(P<0.01)。Calpain活性和PSD-95蛋白水平的变化与AD疫苗的主动免疫疗效及其他突触相关蛋白的变化相对应。综上所述,calpain活性与3×Tg-AD模型小鼠的病程发展呈正相关,PSD-95蛋白的表达水平与AD模型小鼠的病程发展呈负相关。免疫治疗后3×Tg-AD模型小鼠行为学能力获得改善,突触功能和认知能力有恢复。同其他突触相关蛋白相同,治疗后的AD模型小鼠脑内PSD-95表达显著上调,与疫苗的免疫疗效趋势一致,PSD-95可以作为潜在的药效学指标用于评价AD疫苗的免疫效果。