· 基础研究 ·

2018-03-16 04:38
神经药理学报 2018年3期
关键词:靶标阿尔茨海默胶质

S1-1 栀子藏红花色素部位GJ-4治疗阿尔茨海默症的药效学与作用机制研究

臧彩霞 鲍秀琦 张 丹

中国医学科学院北京协和医学院药物研究所,天然药物活性物质与功能国家重点实验室,北京,100050,中国

【摘要】 目的:阿尔茨海默症(Alzhimer’s disease,AD)是目前最常见的神经退行性疾病,主要以记忆进行性减退和认知功能障碍为特征。AD的发病机制复杂,主要有遗传、年龄、A β假说、Tau蛋白假说、神经炎症和氧化应激等。临床上用于治疗AD的药物较少,并且长期服用的副作用较大,因此迫切需要研发新的药物。GJ-4是从栀子中提取分离出的一种藏红花色素富集的活性部位,前期实验利用A β转基因老年痴呆果蝇模型对GJ-4的药效进行初步评价,发现GJ-4可显著改善A β转基因果蝇的学习记忆能力,提示其具有良好的研究开发前景。我们计划在多种AD模型上对GJ-4进行综合药效学评价,并对其作用机制进行初步的探讨。方法:采用A β25-35侧脑室注射模型、冈田酸侧脑室注射模型及血管性痴呆模型,利用跳台实验和Morris水迷宫进行小鼠行为学评价。用免疫组化观察小鼠皮层和海马区域神经元的凋亡及胶质细胞的激活;Western Blot法检测GJ-4对COX-2和iNOS、JAK2/STAT1炎症信号通路的影响;ELISA法测定GJ-4对皮层和海马炎症因子TNF-α和PGE2释放量的影响;并检测GJ-4对乙酰胆碱酯酶活性及乙酰胆碱含量的影响。结果:GJ-4对三种学习记忆损伤小鼠(A β25-35侧脑室注射模型、冈田酸侧脑室注射模型及血管性痴呆模型)表现出较好的改善学习记忆的能力,如在跳台实验中GJ-4能减少跳台错误次数并延长潜伏期;在Morris水迷宫实验中,GJ-4能明显提高小鼠的学习记忆能力及空间探索能力。免疫组化结果发现GJ-4能减少皮层和海马区域的神经元的凋亡,并能抑制小胶质细胞的激活。乙酰胆碱与学习记忆密切相关,我们发现GJ-4能改善胆碱能系统的功能障碍,主要表现在抑制乙酰胆碱酯酶的活性及提高乙酰胆碱的含量。初步机制研究发现GJ-4能抑制脑内的炎症反应,如炎症因子TNF-α和PGE2的释放及炎症蛋白COX-2和iNOS的表达,并抑制JAK2/STAT1信号通路的激活。结论:研究发现GJ-4具有明显的提高小鼠学习记忆的能力,可能与其改善胆碱能系统功能紊乱及抑制脑内的神经炎症有关。初步机制研究表明GJ-4通过抑制JAK2/STAT1相关炎症信号通路激活,从而发挥抑制神经炎症的作用,但其具体的作用靶点仍需进一步研究。

S1-2 加味资成汤对情志所致糖尿病认知功能障碍大鼠脑MAM蛋白质组学的影响

许慧英 战丽彬

南京中医药大学基础医学院,南京中医药大学中医脾藏象现代研究实验室,南京,210023,中国

【摘要】 目的:探讨情志所致糖尿病认知功能障碍发病及加味资成汤调节的可能分子机制。方法:采用自发性糖尿病模型ZDF大鼠,施加旋转、拥挤、限制慢性心理应激,将大鼠随机分为ZDF组(ZDF对照鼠)、PSD组(ZDF对照鼠+慢性心理应激组)和PDZ组(ZDF对照鼠+慢性心理应激+加味资成汤治疗组),每组各3只,PDZ组给予加味资成汤32.9 g·kg-1·d-1。采用差速离心法联合密度梯度离心法提取ZDF组、PSD组和PDZ组大鼠脑线粒体相关内质网膜(MAM)。利用等重同位素多标签相对定量(iTRAQ)结合液相色谱-质谱串联(LC-MS/MS)的蛋白质组学定量分析技术进行对比研究。利用生物信息学方法,包括GO分类注释、KEGG通路和蛋白质网络相互作用网络(PPI),对差异表达蛋白质进行生物信息学分析。结果:①考染结果显示,样品条带分离清晰,平行性较好。②质谱鉴定结果显示,唯一肽段数目为9 150,蛋白质组数目为1 819,各通道标记标签皆有定量信息的蛋白质有938个。③PSD组和ZDF组比较上调的共同差异表达蛋白有41个,下调的有53个;PDZ组和PSD组比较上调的共同差异表达蛋白有28个,下调的有10个。④通过GO功能分类,发现慢性心理应激后脑MAM中差异表达蛋白定位于细胞、细胞器、膜等部位,具有结合、催化、转运活性等,主要参与单细胞生物过程、细胞过程和生物调节等。⑤通过KEGG通路分析,发现与情志所致糖尿病认知功能障碍发病和加味资成汤干预相关的主要通路有阿尔茨海默病通路、胰岛素信号传导途径、Ⅱ型糖尿病通路、糖酵解/糖异生途径等。⑥通过PPI分析,发现ZDF组与PSD组有32个差异表达蛋白质存在相互作用,PSD组和PDZ组有14个差异表达蛋白质存在相互作用。结论:加味资成汤可调节脑MAM中多种蛋白质的表达,提示其可能是通过调节阿尔茨海默病通路、胰岛素信号传导途径、Ⅱ型糖尿病通路、糖酵解/糖异生途径等来实现对情志所致糖尿病认知功能障碍的潜在治疗作用。

基金项目:国家自然科学基金项目(No.81230084,No.81730111),江苏高校优势学科建设工程资助项目(中西医结合医学)

通讯作者:战丽彬,女,教授,博士生导师;主要研究方向:从事脾藏象理论及其应用的现代研究;E-mail:zlbnj@njucm.edu.cn

S1-3 PSD-93通过调节SSTR4改善APP/PS1小鼠认知功能

于林杰 刘 祎 杨 卉 赵 辉 徐 运

南京大学医学院附属鼓楼医院神经内科,南京,210008,中国

【摘要】 目的:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种最常见的神经系统退行性疾病,65岁以上人群中患病率已达5%~10%,且发病率呈逐年上升趋势。近期研究认为,AD神经变性过程最初表现为突触损害。抑制突触可塑性,减少树突棘和突触的密度,最终引起神经元损伤。突触后密度(postsynaptic density protein,PSD)93是突触后主要成分,主要表达于皮层与海马,在复杂记忆中起重要作用。本实验旨在探讨:①PSD-93对APP/PS1小鼠认知功能影响;②探讨其主要机制。方法:利用行为学、Western Blot及免疫荧光技术检测6月龄APP/PS1小鼠认知功能及PSD-93变化。将构建成功的PSD-93慢病毒立体定位注射入6月龄APP/PS1小鼠海马中,1个月后检测AD小鼠的行为学改变。运用Western Blot分析膜结合鸟苷酸激酶家族(membrane-associated guanylate kinase,MAGUK)及生长抑素受体(somatostatin receptor,SSTR)蛋白表达变化。采用ELISA、免疫荧光及Western Blot技术分析PSD-93过表达APP/PS1小鼠海马β淀粉样蛋白(amyloid beta,A β)变化。运用免疫共沉淀及免疫荧光技术检测PSD-93与SSTR4结合情况。采用Western Blot、定量PCR及免疫共沉淀技术研究PSD-93对SSTR4的泛素化降解影响。结果:6月龄APP/PS1旷场实验中,中心区域、边缘区域停留时间,及运动速度无明显变化。6月龄APP/PS1小鼠Morris水迷宫及条件恐惧实验明显受损,提示其认知功能明显受损。进一步运用Western Blot及免疫荧光技术研究发现,海马中PSD-93含量明显降低,提示认知功能损害可能与PSD-93减少有关。PSD-93过表达不影响APP/PS1小鼠旷场实验表现,Morris水迷宫及条件恐惧记忆的表现明显改善,提示其海马依赖记忆提高。运用分子生物技术进一步研究发现,PSD-93过表达对PSD-95、SAP-97、SAP-102、Syn无明显影响。同时,PSD-93过表达能明显升高海马SSTR4表达。提示认知功能改善可能与SSTR增加有关。PSD-93过表达能明显减少可溶性、不可溶性及FA可溶性A β1-40含量,明显减少可溶性A β1-42含量,但对可溶性及FA可溶性A β1-42无明显影响。A β生成和代谢相关酶表达发现,PSD-93达对海马NEP表达明显增加。采用免疫共沉淀及免疫荧光技术检测PSD-93与SSTR4存在结合,PSD-93减少引起的SSTR4降低主要是胞膜蛋白含量。采用Q-PCR及免疫共沉淀技术分析发现,PSD-93减少能明显增加SSTR4的泛素化水平。结论:PSD-93在APP/PS1小鼠认知功能损害中发挥重要作用,其机制可能是通过与SSTR4相互结合,影响其泛素化,进而影响A β含量。

【关键词】PSD-93;阿尔茨海默症;生长抑素受体;泛素化

S1-4 商陆皂苷甲通过MAPK信号抑制Aβ诱导的阿尔茨海默病体外模型炎症反应

陈易简 徐 运

南京大学医学院附属鼓楼医院神经内科,南京,210008,中国

【摘要】 目的:研究商陆皂苷甲(esculentoside A,EsA)对A β1-42诱导的阿尔茨海默病体外模型神经炎症反应的作用,并探索其作用机制。方法:使用A β1-42处理小鼠原代小胶质细胞建立阿尔茨海默病体外神经炎症模型,使用CCK8法检测EsA对小鼠原代小胶质细胞细胞活力的影响,利用ELISA、定量PCR及Western Blot技术检测EsA对A β1-42刺激后小鼠原代小胶质细胞炎症相关分子表达水平的作用,并研究了EsA对原代小胶质细胞MAPK信号通路相关蛋白的表达和磷酸化水平的改变,以探讨其作用机制。结果:EsA能减少Aβ1-42处理后小鼠原代小胶质细胞NO和PGE2的产生,抑制iNOS和COX-2的mRNA及蛋白表达;EsA能抑制Aβ1-42处理后小鼠原代小胶质细胞MAPK信号通路的激活。结论:EsA可以抑制Aβ1-42诱导的阿尔茨海默病体外模型神经炎症反应,降低A β1-42刺激后小鼠原代小胶质细胞炎症相关分子的表达,其机制可能与抑制MAPK信号通路的激活有关。

【关键词】商陆皂苷甲;阿尔茨海默病;β-淀粉样蛋白;小胶质细胞;神经炎症

S1-5 两种淀粉样斑块染色方法在APP/PS1双转基因模型小鼠中的比较

张 丽 陈 晨 苌浩晓 杨翠翠 张 兰 李 林

首都医科大学宣武医院药物研究室,神经变性病教育部重点实验室,北京市神经药物工程技术研究中心,北京,100053,中国

【摘要】 目的:比较刚果红染色和硫磺素S染色两种方法在检测阿尔茨海默病(AD)动物模型脑组织淀粉样斑块中的特点,为AD病理诊断提供实验依据。方法:将APP/PS1双转基因AD模型小鼠和正常对照组小鼠饲养至17月龄,动物取脑后切片,分别用刚果红染色和硫磺素S染色两种方法观察脑组织淀粉样斑块的变化。结果:刚果红和硫磺素S两种染色方法均显示APP/PS1双转基因AD模型小鼠大脑皮层和海马区有淀粉样斑块形成,但硫磺素S染色法对淀粉样斑块的检测更灵敏,小斑块沉积的检出率较高。结论:与刚果红染色法相比,硫磺素S染色法能更清晰显示AD动物模型脑中淀粉样斑块,是一种简单易行的染色方法。

通讯作者:李林,E-mail:13651194287@163.com

S1-6 醒脑静抑制兴奋性氨基酸毒性及改善突触可塑性的研究

刘 祎 陈易简 徐 运

南京大学医学院附属鼓楼医院,南京,210008,中国

【摘要】 目的:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是病理过程复杂的脑退行性疾病,年龄是其最重要的危险因素,临床上以认知能力损害为主。AD 患者突触结构的异常改变及兴奋性氨基酸毒性影响更早出现,并与认知功能的下降密切相关。醒脑静注射液是在安宫牛黄丸的基础上改制而成的水溶性注射液,广泛应用于临床脑血管系统疾病的治疗中。本实验目的在于探讨对醒脑静注射液针对AD模型小鼠改善其突触可塑性及抑制兴奋性氨基酸毒性的研究。方法:向C57/BL6小鼠双侧海马内注射A β1-42制备AD模型,应用不同浓度的醒脑静注射液连续腹腔注射15天,通过Morris水迷宫,旷场实验、新物体识别试验检测AD模型小鼠的学习认知功能;通过免疫荧光检测突触形态情况;通过WB技术检测突触相关蛋白表达情况以及兴奋性氨基酸受体情况。结果:矿场实验结果示,各组小鼠的运动距离及平均速度未见明显统计学差异,并且用药后各组小鼠的corner time及center time两项指标未见明显变化;新物体识别实验结果示,醒脑静注射液中剂量组小鼠探索新物体时间较其他组时间更长,其次为高剂量组;Morris水迷宫实验结果示,训练期醒脑静中剂量组duration时长有减少趋势,测试期比较AD模型小鼠,醒脑静中剂量组穿越平台次数明显增加,目标象限停留时间更长;免疫荧光实验结果示,AD模型组MAP-2荧光信号强度较对照组有所减弱,且醒脑静中剂量组MAP-2荧光信号强度有所增加;WB实验结果示,与AD模型小鼠相比,醒脑静中剂量组GAP-43、PSD-95、Bcl-2蛋白表达情况均显著增加。结论:通过矿场实验、新物体识别、Morris水迷宫实验以及WB实验结果显示,醒脑静对AD模型小鼠在中剂量组有明显改善作用,且此改善作用主要在于焦虑状态、探索能力、空间记忆功能、神经元突触信号传递情况以及细胞凋亡情况。

通讯作者:徐运,E-mail:xuyun20042001@aliyun.com

S1-7 从小胶质细胞探索AD发病机制

信怡榕 罗焕敏

暨南大学基础医学院,广州,510632,中国

【摘要】小胶质细胞(microglia),一种中枢神经系统的固有免疫细胞,一度被忽视,最近在中枢神经系统的健康和疾病研究中占据了中心地位。许多新的分子工具和小鼠疾病模型正在越来越多地将这种神秘的神经系统细胞作为神经发育障碍(如自闭症)、神经退行性疾病(如阿尔茨海默病)和慢性疼痛等疾病的关键参与者。同时,在神经环路的发育及学习记忆相关的突触可塑性的形成过程中,小胶质细胞在健康的脑中也扮演多种角色。在健康的脑和脊髓中,小胶质细胞占据约10%的神经细胞,高度分枝,具有许多精细的、异常活跃的突起,持续地探测脑实质内的环境。在这种探测过程中,小胶质细胞检测到多种细胞外信号,然后对它们进行信号的转导、整合和应答来维持脑的稳态。研究者们逐渐开始关注小胶质细胞多样性的信号应答,认为其很多应答状态有异于中枢神经系统炎症状态。总之,与过去的简单认识不同,如今被越来越清晰地认识到,小胶质细胞是脑功能与功能障碍的积极参与者。也是众多中枢神经系统疾病,包括阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的新的、极具潜力的治疗靶标。

小胶质细胞通过改变自身的基因表达和功能特征来应对脑组织稳态的改变,因此为研究者们提供了大量可用于确定脑组织健康、压力或疾病状态的转录标志。Krasemann等人从转录组学的研究提出了一种在衰老小鼠、AD模型小鼠及AD患者脑内老年斑、神经炎性斑块附近围绕的具有吞噬作用的小胶质细胞表型称为MGnD。这种小胶质细胞表型可以由凋亡的神经元诱导,抑制稳态小胶质细胞表型的基因(如P2ry12,Cx3cr1,Csf1r,Mef2a和Sall1)的表达,但又与脂多糖和γ干扰素诱导的M1型小胶质细胞不同,Apoe在其中高表达。这种表型在小鼠神经退行性疾病模型常见而在疼痛模型中不常见。凋亡的神经元通过触发TREM2-APOE通路诱导MGnD态小胶质细胞,抑制稳态小胶质细胞。敲除Apoe或消融Trem2都会导致小胶质细胞无法从稳态转变为MGnD态,因此这提供了一个AD的潜在治疗靶标,即通过调节TREM2-APOE通路实现小胶质细胞表型的转变,促进稳态小胶质细胞的恢复。此外,Trem2还是重要的AD风险基因,其多种变体均与AD或颞叶痴呆、帕金森氏病有关。在免疫系统中,TREM2通过其受体DAP12介导免疫系统中的炎症和吞噬信号转导。削弱TREM2信号的突变可能通过影响小胶质细胞的吞噬作用、小胶质细胞的存活、神经炎症以及其他过程导致AD发病。

在以多种AD发病学说为指导思想研发的药物临床实验受挫的情况下,从中枢神经系统稳态以及小胶质细胞在其中发挥的作用的角度去也许是一种新的尝试。当然,与AD更加确切相关的小胶质细胞表型尚待确认,更重要的是各种表型之间转化的条件与分子机制也亟待继续研究。

S1-8 基于整合药理学平台探究加味资成汤防治轻度认知功能障碍的物质基础与作用机制

周 雯 战丽彬

南京中医药大学基础医学院,南京中医药大学中医脾藏象现代研究实验室,南京,210023,中国

【摘要】 目的:探讨加味资成汤防治轻度认知功能障碍(mild cognitive impairment,MCI)的物质基础与作用机制。方法:利用由中国中医科学院中药研究所联合北京大学药学院、中国科学院相关机构构建的中药整合药理学计算平台(TCM-IP,www.tcmip.cn),从中药材数据库获得加味资成汤12味中药的名称、拉丁名、性味归经、产地、功效及其所含化合物等;从中药成分数据库获得12味中药的CAS号、相对分子质量、物理化学性质以及药物代谢性质等信息。在疾病/症状靶标数据库中,以“MCI”作为疾病或症状关键词进行检索,获得治疗“MCI”的药物名称、药物疗效、药物靶标的基因和蛋白质相关信息。采用二维结构相似性搜索(即MACCS分子指纹),开源软件 Open Babel提取化学指纹特征,使用Tanimoto系数定义的相似度计量方法,与FDA上市药物进行相似性打分(Score≥0.8),获得加味资成汤作用的潜在靶标,建立药物候选靶标信息数据库。基于加味资成汤药物靶标与MCI之间的相互作用网络,建立加味资成汤靶标-MCI基因互作网络;以“节点连接度(degree)”的2倍中位数为卡值,选取加味资成汤靶标-MCI基因互作网络的核心节点(hubs);在构建关键节点子网的基础上,以“degree”、“节点紧密度(closeness)”和“节点介度(betweenness)”的中位数为卡值,选取同时满足3个卡值的节点为加味资成汤治疗MCI失衡网络的候选靶标;然后,通过对上述加味资成汤候选靶标参与的功能与通路进行富集分析,进一步挖掘加味资成汤缓解MCI关键病理的分子机制,构建“加味资成汤-中药材-化学成分-核心靶标-关键通路”的多层次网络关联图。结果:平台筛选出加味资成汤687种药物化学成分,其中人参的成分数量最多有158种,莲子的成分数量最少仅10种,主要为苷类、糖类、醇类;以及595个治疗MCI的关键靶标,包括羟酰辅酶A脱氢酶三功能多酶复合物亚基α(HADHA)、羟酰-CoA脱氢酶(HADH)、NAD(P)依赖类固醇脱氢酶样(NSDHL)、1-磷脂酰肌醇 4,5-二磷酸磷酸二酯酶δ-1(PLCD1)、乙醇脱氢酶 1A(ADH1A)、脂肪醛脱氢酶(ALDH3A2)、葡萄糖激酶(GCK)、乙醇脱氢酶 1C(ADH1C)、核苷酸焦磷酸酶/磷酸二酯酶家族成员1(ENPP1)、腺苷酸环化酶2型(ADCY2)等。GO和KEGG富集分析显示这些关键靶标主要定位于细胞质、线粒体,最常见的分子功能是ATP结合、蛋白结合等,并参与嘌呤代谢、核苷酸代谢、碳代谢、碳水化合物代谢等通路。结论:通过该平台能够预测出加味资成汤防治MCI的关键靶标及参与的相关通路,为进一步深入揭示其作用机制奠定了良好基础。

【关键词】整合药理学;加味资成汤;轻度认知功能障碍;物质基础;作用机制

基金项目:国家自然科学基金项目(No.81230084,No.81730111),江苏高校优势学科建设工程资助项目(中医学)

通讯作者: 战丽彬,女,教授,博士生导师,主要研究方向:从事脾藏象理论及其应用的现代研究,E-mail:zlbnj@njucm.edu.cn

S1-9 中药治疗神经重大疾病的多靶点策略和实验研究

李 林

首都医科大学宣武医院药物研究室,北京市神经药物工程技术研究中心,北京,100053,中国

【摘要】阿尔茨海默病(Alzhimer’s disease,AD)、脑卒中、多发性硬化(multiple sclerosis,MS)等神经系统疾病的发病率高、致残率高,是世界公认的严重危害人类健康的重要疾病。这些疾病是多因素相关的复杂性疾病,仅针对单靶点或单致病途径的药物不易取得好的疗效。我们的研究发现,补肾中药何首乌、山茱萸、淫羊藿的提取物何首乌二苯乙烯苷、山茱萸环烯醚萜苷、淫羊藿黄酮和淫羊藿苷对多种AD动物模型、脑缺血动物模型和MS动物模型具有抗神经炎症及减少神经元死亡的神经保护作用,同时具有促进神经营养因子生成、神经干细胞增殖分化、髓鞘再生、轴突生长的神经营养及神经再生作用。这些补肾中药的特点是作用在疾病发病机制的多靶点和多途径,尤其是具有神经保护和神经营养/再生的双重作用,对于治疗AD、脑卒中、MS等复杂性神经系统疾病具有明显的特点和优势。

通讯作者:李林,E-mail:linlixw@126.com

S1-10 中药抗老年痴呆的物质基础与网络机制研究

刘艾林 庞晓丛 张宝月 王 喆 杜冠华

中国医学科学院,北京协和医学院药物研究所,北京,100050,中国

【摘要】为了探讨抗老年痴呆中药复方的网络药理机制,本研究通过中药方剂相关数据库收集老年痴呆防治相关的中药复方,根据单味药出现的频次进行排名,从中选取频次较高的单味药,使用cnpc和TCMSP数据库进行化学成分的收集;收集了91个老年痴呆防治相关中药复方,其中出现频次大于18的单味药有6个,依次为人参、甘草、远志、菖蒲、当归、茯苓,收集其已知化学成分分别为187、259、135、9、148、49个。利用药物靶标相关数据库收集了51个;阿尔茨海默症(Alzhimer’s disease,AD)相关靶标,同时收集了老年痴呆相关靶标的活性化合物,利用朴素贝叶斯和递归算法,构建了多靶标抗老年痴呆预测模型,并用于所收集化学成分的靶标预测。在此基础上,利用Cytoscape构建化学成分—靶标网络,靶标—靶标网络以及靶标—疾病网络,发现大部分化学成分可以作用于多个靶标,发挥协同药效作用。该研究应用统计学方法、机器学习算法、网络药理学方法及分子对接方法,研究了抗老年痴呆传统中药有效成分的网络作用机制,为中药抗老年痴呆的临床应用以及多靶标抗老年痴呆药物设计提供重要信息。

基金项目: “重大新药创制”国家科技重大专项(No.2014ZX09507003-002),中国医学科学院医学与健康科技创新工程(No.2016-I2M-3-007)

通讯作者:刘艾林,E-mail:liuailin@imm.ac.cn

杜冠华,E-mail:dugh@imm.ac.cn

猜你喜欢
靶标阿尔茨海默胶质
阿尔茨海默病的预防(下)
阿尔茨海默病的预防(上)
“百灵”一号超音速大机动靶标
人类星形胶质细胞和NG2胶质细胞的特性
小胶质细胞——阿尔茨海默病中重新回炉的热点
纳米除草剂和靶标生物的相互作用
睡眠不当会增加阿尔茨海默风险
视网膜小胶质细胞的研究进展
复杂场景中航天器靶标的快速识别
侧脑室内罕见胶质肉瘤一例