阿尔茨海默病发病机理、诊断及治疗的实验研究

研究背景 阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种中枢神经系统退行性疾病,主要表现为记忆和认知功能障碍、行为及人格异常改变,随着年龄增长发病率逐年攀升,21世纪人口老龄化问题突显,AD将成为威胁老年人生活质量并导致死亡的最严重疾病之一,这给患者、家庭及社会带来了极大的痛苦和沉重的负担。但时至今日,其发病机制仍不十分清楚,诊断手段严重滞后,特效的治疗方法更是无从谈起。因此,明确其发病机理,探索早期高效诊断方法,寻找有明显疗效药物已成为当前和将来应对AD的三个环节,其重要性不言而喻,其紧迫性迫在眉睫。 目的 1.探讨β-淀粉样蛋白(β-amyloid,Aβ)致神经组织和BV2小胶质细胞产生炎性反应的机制。 2.探讨脂氧素A4 (lipoxin A4 , LXA4)抑制β-淀粉样蛋白(β-amyloid ,Aβ)所致炎性反应的机制,及其用于治疗阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的前景。 3.通过靶向纳米造影剂结合核磁共振成像,对AD脑内的老年斑班病灶进行活体显像,以明确AD的诊断。 方法 1.用Aβ1-42刺激小鼠小胶质细胞系(BV2 cells)和C57BL/6小鼠颅内神经组织;或用吡咯烷二硫代氨基甲酸盐(PDTC)预处理后,再给予Aβ1-42刺激,然后取相应的标本,分别检测IL-1β和TNFα蛋白及mRNA、核因子(NF-κB p65)及其抑制蛋白IkBα的表达;并对细胞中的NF-κB p65免疫荧光定位。 2.用Aβ1-42刺激小鼠小胶质细胞系(BV2 cells)和C57BL/6小鼠颅内神经组织;或用LXA4预处理后,再给予Aβ1-42刺激,然后取相应的标本,分别检测IL-1β和TNFα蛋白及mRNA、核因子(NF-κB p65)及其抑制蛋白IkBα的表达;并对细胞中的NF-κB p65免疫荧光定位。 3.制备对AD脑内老年斑具有特异靶向性结合能力的磁性材料,对活体AD模型鼠脑内的老年斑进行磁共振强化对比显像、无创诊断AD,并进行组织学验证。 结果 1. Aβ1-42作用于BV2小胶质细胞后,胞浆内IkBα表达下降,胞核内NF-κB p65表达明显增加,IL-1β和TNFα蛋白及mRNA表达增加;给予PDTC后,以上改变均被抑制,PDTC的抑制效果呈剂量依赖性。 2. Aβ1-42作用于BV2小胶质细胞后,胞浆内IkBα表达下降,胞核内NF-κB p65表达明显增加,IL-1β和TNFα蛋白及mRNA表达增加;给予LXA4后,以上改变均被抑制,LXA4的抑制效果呈剂量依赖性。 3.在活体内靶向磁性纳米材料能够透过血脑屏障与AD模型鼠脑内的老年斑特异性结合,进而老年斑进行磁共振强化对比显像,与组织学标记方法互相进行验证,结果比较理想的。 结论 1. Aβ可通过激活小鼠皮层和海马组织及BV2小胶质细胞NF-κB信号通路促进IL-1β和TNFαmRNA转录,增加IL-1β和TNFα的表达。 2. LXA4拮抗Aβ的致炎作用是通过抑制IkBα的降解、减少NF-κB核内移,抑制IL-1β和TNFαmRNA合成,减少IL-1β和TNFα表达,并且抑制作用呈剂量依赖性。 3.利用纳米技术制造的磁性材料能够与AD鼠脑内的老年斑病灶特异性靶向结合,并在磁共振成像下显像,是一种非常有应用前景的诊断新技术。 创新点 1.通过体外和在体研究,从细胞和组织层面完整揭了示Aβ对神经组织和细胞的致炎作用和机制。 2.首次从细胞和组织两个层面揭示了脂氧素对Aβ所致的炎症的拮抗作用,探讨了其中的抗炎机制和信号通路,显示出脂氧素用于治疗AD具有广阔前景。 3.自主研发了新的、与AD鼠脑内老年斑病灶靶向结合、在高场强磁共振成像的纳米造影剂,为将来临床诊断AD打下了坚实的基础,意义重大,影响深远。