线粒体相关内质网膜在神经退行性疾病中的研究进展

线粒体相关内质网膜(mitochondria-associated endoplasmic reticulum membrane,MAM)是线粒体外膜和内质网膜之间紧密接触的特殊区域,参与调节Ca~(2+)稳态、脂质合成与转移、线粒体分裂和融合、内质网应激、自噬体形成、细胞凋亡以及炎性小体的形成等过程。近年来,越来越多的研究发现,MAM结构和功能异常与神经退行性疾病如阿尔茨海默病、帕金森病、肌萎缩性侧索硬化症和亨廷顿舞蹈症的发病机制密切相关。该文将对MAM的结构组成和功能,以及其在神经退行性疾病中的作用进行综述,为探索神经退行性疾病的药物治疗靶点提供理论依据。     

肌醇1,4,5-三磷酸受体与阿尔茨海默病

细胞内质网上的肌醇1,4,5-三磷酸受体(inositol 1,4,5-trisphosphate receptors, IP3Rs)是调节Ca~(2+)释放的重要离子通道。Ca~(2+)稳态是维持机体细胞生理功能的重要基础,Ca~(2+)信号参与酶激活、囊泡释放和细胞凋亡等多种细胞过程。研究表明,Ca~(2+)信号异常与阿尔茨海默病(Alzheimer's disease, AD)密切相关,神经元中钙信号异常可以导致细胞稳态失衡、突触功能丧失,甚至细胞死亡。现对IP3Rs的生物特性及其介导的Ca~(2+)释放在阿尔茨海默病发生发展过程中的作用进行综述。     

线粒体钙单向转运体和线粒体应激关系的研究进展

钙离子(calcium ion,Ca~(2+))在线粒体功能障碍及细胞损伤凋亡过程中发挥重要的细胞信号作用。近些年来关于Ca~(2+)通道以及其调控蛋白的研究越来越多,其中,线粒体单向转运体(uniporter)复合物的结构组成及其相关蛋白的分布特点成为主要研究热点。作为uniporter复合物中关键的通道蛋白,线粒体钙单向转运蛋白(mitochondrial calcium uniporter,MCU)可顺电化学梯度摄入Ca~(2+),将Ca~(2+)从胞质转运到线粒体基质并控制转运速率,其在胞内Ca~(2+)信号转导、Ca~(2+)稳态、线粒体能量代谢以及细胞凋亡方面具有重要意义。识别调控线粒体内Ca~(2+)信号的MCU及其相关蛋白可深入阐明线粒体应激在相关疾病中的发生发展,并为进一步的疾病治疗提供理论依据。     

神经细胞内Aβ沉积与阿尔茨海默病的发生机制

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是老年痴呆症中最常见的类型,其发病机制十分复杂,β淀粉样蛋白(amyloid-β,Aβ)被认为是诱发AD发生和发展的关键因素。一般认为,细胞外Aβ沉积在AD的发病中发挥重要作用,但越来越多的证据表明细胞内Aβ也参与AD的发病过程。研究发现,细胞内Aβ沉积可导致线粒体损伤、内质网应激、钙失衡、氧化应激、细胞凋亡、突触障碍,并可影响细胞信号转导。     

杏仁核注射Aβ 25-35后大鼠脑内细胞周期蛋白、tau蛋白和Bax蛋白的异常表达

近年来研究发现,阿尔茨海默病(Alzheimer′s disease,AD)病人脑内神经元细胞周期相关蛋白的异常表达与AD相关病理改变存在关联。为探讨β-淀粉样蛋白(β—amyloid,Aβ)的毒性作用能否导致成年脑神经元表达细胞周期相关蛋白,以及细胞周期相关蛋白表达与神经损伤之间的关系,我们运用免疫组化、积分光密度分析等方法对Aβ25-35多肽片段单侧杏仁核注射的大鼠脑进行了研究。结果显示,Aβ25-35注射的大鼠脑内除了有与神经纤维缠结相关的磷酸化tau蛋白和凋亡相关蛋白Bax蛋白水平增加外,术后7d细胞周期相关蛋白cyclin A和cyclin B1蛋白在神经元内异常表达,但术后21d时cyclin A的表达有所降低,而cyclin B1在脑内神经元中已检测不到;免疫荧光双标结果显示Aβ25-35注射后7d的大鼠脑内有较多的cyclin B1和Bax、cyclin B1和磷酸化tau蛋白共存的神经元,而Bax与磷酸化tau蛋白阳性信号很少共存在同一细胞上。以上结果提示,Aβ可导致成年脑神经元表达细胞周期相关蛋白,这些神经元可能会通过与Bax相关的凋亡途径死亡,或首先导致与AD神经纤维缠结相关的tau蛋白磷酸化。     

星形胶质细胞在阿尔茨海默病中的功能变化及分子机制

星形胶质细胞在脑内数量最多,分布最广,对神经元有营养支持的作用,并且能够调控神经元的活性。越来越多的证据表明星形胶质细胞激活参与阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的发生和发展。在AD病理情况下,星形胶质细胞在多种因子如β淀粉样蛋白(beta-amyloid,Aβ)和促炎细胞因子的作用下被激活,激活的星形胶质细胞进一步释放一氧化氮(Nitric oxide,NO)和多种炎性因子增强炎症级联反应。功能失常的星形胶质细胞会促进Aβ的产生,减弱对Aβ的摄取和清除,导致Aβ聚集沉积形成老年斑。激活的星形胶质细胞释放的炎症因子还能显著增加神经元内tau蛋白的异常过度磷酸化,产生神经纤维缠结。本文对星形胶质细胞在AD中参与神经变性的功能变化和分子机制进行总结,为星形胶质细胞作为靶点预防及治疗AD提供一定的理论依据。     

GSK-3β在阿尔茨海默症病理特征形成中的作用

糖原合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)是糖原合成酶激酶3的一种亚型。GSK-3β不仅参与淀粉样蛋白质前体(amyloid precursor protein,APP)代谢,还在tau蛋白过度磷酸化过程中发挥作用,GSK-3β表达及活性的异常会导致神经元细胞的凋亡。APP异常代谢和tau蛋白异常磷酸化是阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)发展的重要因素,因此GSK-3β可能与AD的病理变化密切相关,明确其在AD中的作用及其机制对AD的治疗有重要的意义。     

针对tau蛋白PET 示踪剂研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一种常见的中枢神经系统退行性疾病,脑内主要病理变化为神经元外由β-淀粉样蛋白(Amyloidβ,Aβ)沉积形成的老年斑(Senile Plaques,SP)和神经元内由异常过度磷酸化的微管相关tau蛋白构成的神经原纤维缠结(Neurofibrillary Tangles,NFTs),对这两种病理改变的特异性识别有助于AD早期发现与诊断。既往针对AD的PET示踪剂多数作用于Aβ,近年tau蛋白类PET示踪剂发展迅速,以[18F]THK-523、[18F]THK-5105和[18F]THK-5117为代表的tau蛋白靶向PET示踪剂在AD的诊断与治疗方面显示出巨大的发展潜力与应用前景。     

海马神经元敲低MCU改善阿尔茨海默病小鼠学习记忆功能障碍

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种严重威胁老年人健康的神经退行性疾病,目前为止仍然缺乏有效的治疗方法。最新研究表明,线粒体功能紊乱是AD发展的直接原因。线粒体钙离子单向转运体(mitochondrial calcium uniporter,MCU)位于线粒体内膜,是线粒体Ca2+摄取的主要通道。MCU表达异常可引起线粒体钙稳态失衡,最终导致线粒体功能紊乱。本研究旨在明确敲低MCU对AD海马神经元和模型小鼠学习记忆功能的影响。以慢病毒和腺相关病毒为载体转染sh RNA,分别干扰海马神经元(HT22细胞)和淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein, APP)/早老素1 (presenilin 1, PS1)/tau AD转基因小鼠海马MCU表达,用MTS法检测HT22细胞活性,用Y迷宫和Morris水迷宫实验检测APP/PS1/tau转基因小鼠学习记忆功能障碍的变化。结果显示,MCU低表达可以逆转β淀粉样蛋白1-42 (amyloid beta protein 1-42, Aβ1-42)或冈田酸(okadaic acid, OA)...     

内质网应激中Caspase-12的核心作用

内质网(ER)是细胞中一个重要的细胞器,主要功能是脂质的合成、储存以及蛋白质的折叠、加工等。因此,严格调控和维持内质网稳态是至关重要的。在缺氧、Ca~(2+)稳态发生紊乱或者在机体需求和蛋白质折叠装置能力不平衡等情况下都会引起内质网应激(ERS),此时内质网会启动了细胞的一个适应性反应,这种反应被称之为未折叠蛋白反应(UPR)。结果,定位于内质网的分子伴侣被诱导,蛋白质的合成会减缓,与此同时蛋白质的降解系统也会启动。如果内质网应激不能被缓解,细胞凋亡将随之发生。本综述分析了由内质网应激所引起的未折叠蛋白反应信号通道,以及Caspase-12在内质网凋亡途径中的核心作用。这为细胞凋亡的研究提供了一个新的角度,对肿瘤等疾病的治疗提供了一定的理论依据。     

线粒体内质网结构偶联介导的线粒体Ca~(2+)摄取及其与肿瘤发生关系研究进展

线粒体内质网结构偶联(mitochondria-associated endoplasmic reticulum membranes,MAMs)是线粒体外膜与内质网膜间形成的、具有稳定间距的相互作用膜结构,在介导两细胞器间的物质和信息传递中发挥关键作用。研究表明, MAMs上分布有大量Ca~(2+)转运通道及相关调控蛋白,可精细调控线粒体Ca~(2+)稳态及ATP生成、细胞凋亡等一系列重要细胞生命活动。进一步研究还发现,MAMs上富集了大量肿瘤相关分子,因此,其参与恶性肿瘤发生的作用机制迅速成为肿瘤基础研究的热点。该文围绕MAMs对线粒体Ca~(2+)摄取及肿瘤发生调控的最新研究进展予以综述,旨在为进一步理解肿瘤发病机制提供新的思路和依据。     

蛋白磷酸酯酶-1和-2A抑制剂对NG108-15细胞tau蛋白磷酸化的影响

Alzheimer痴呆(AD)的主要脑病理变化之一为由超磷酸化的tau蛋白组成的神经原纤维缠结(Neurofibrillary tangle,NFT)。AD的Tau蛋白异常磷酸化与蛋白磷酸酯酶(PP)-2A和-1缺陷有关。本文首先用免疫印迹法显示NG含两大组分的tau蛋白。MTT方法观察到PP-2A和PP-1抑制剂冈 田酸(Okadaic acid.OA)处理NG108-14细胞能导致细胞代谢明显下降,同时免疫印迹法显示OA能导致的NG细胞Tau蛋白磷酸化。该研究为建立AD样蛋白磷酸酯酶缺陷引起的tau蛋白磷酸化的细胞模型奠定了基础。     

线粒体相关内质网膜(MAM)钙转运及调节蛋白介导线粒体钙稳态

内质网和线粒体作为细胞内重要的钙池,维持细胞内钙离子稳态。近年来发现,线粒体与内质网之间存在物理偶联,称为线粒体相关内质网膜(mitchondria associated endoplasmic reticulum membrane,MAM)。最近发现,MAM中存在许多钙转运与调节蛋白,它们对内质网与线粒体之间的钙离子交流进行精密调节,维持细胞功能与生存。该文综述了国内外近年来MAM介导的钙离子信号转导的研究进展,重点阐述MAM中钙离子相关蛋白质在维持线粒体钙稳态中的作用与机制。     

非损伤微测技术实时检测海马脑片跨膜钙离子流

脑内β-淀粉样蛋白(amyloid-βprotein,Aβ)的聚集是阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的重要病理特征。Aβ的神经毒性作用机制与其扰乱神经元Ca~(2+)稳态有密切关系。非损伤微测技术(non-invasive micro-test technique,NMT)是近年发展起来的一种利用Fick第一扩散定律和Nernst方程,通过非接触方式检测膜外扩散电位获取离子跨膜流速的最新技术手段。本研究在C57BL/6小鼠海马脑片,利用NMT首次检测了Aβ对谷氨酸(Glu)诱发的Ca~(2+)内流以及细胞外低钙引起的Ca~(2+)外排的影响,并初步探讨了Aβ扰乱神经元Ca~(2+)稳态的相关机制。结果显示:(1)急性给予Glu可诱发海马脑片CA1区神经元产生起始快、继而缓慢衰减的持续性内向Ca~(2+)流;(2)Aβ预处理浓度依赖性地增强海马神经元对Glu的反应性,显著提高给药后5 min内Ca~(2+)内流的平均流速,而NMDA受体拮抗剂D-APV可有效阻断Aβ对神经元Glu反应的这种易化作用;(3)用低钙人工脑脊液急性灌流脑片可引起海马CA1区神经元产生持续的外向跨膜Ca~(2+)流,其大部分可被特异性Na+/Ca~(2+)交换体抑制剂KB-R7943所阻断;(4)Aβ预处理可部分抑制低钙人工脑脊液引起的Ca~(2+)外排。这些结果表明:Aβ引起的细胞内Ca~(2+)超载不仅涉及到Ca~(2+)内流增加,也与其对Ca~(2+)外排的抑制有关;Aβ易化Glu的兴奋毒作用主要是通过NMDA受体介导的,其抑制Ca~(2+)外排的靶点主要是Na+/Ca~(2+)交换体。NMT具有操作相对简单、实时获取结果、非损伤的优点,适用于脑片Ca~(2+)内流和Ca~(2+)外排的长时间测定。因此,本研究不仅为解释Aβ所致Ca~(2+)超载的神经毒性机制提供了新的实验证据,也为开展跨膜Ca~(2+)信号转导机制的脑研究提供了新的技术方法。     

阿尔茨海默病理条件下突触系统病变的研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病,主要病理特征表现为淀粉样蛋白沉积形成的老年斑、tau蛋白过度磷酸化导致的神经纤维缠结以及神经元丢失和突触损伤。其中,淀粉样蛋白沉积和tau蛋白过度磷酸化均可导致突触和神经棘缺失,严重影响神经递质系统功能,最终造成大脑学习记忆和认知能力损伤。从突触损伤角度出发,总结AD病理条件下,突触和神经递质及其受体的变化,为后期开展生物活性物质对AD病理中神经细胞信号通路的研究提供思路和理论基础。     

G蛋白偶联受体对脑内Aβ代谢与功能的调节

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是一种神经退行性疾病,β-淀粉样蛋白(amyloidβ,Aβ)沉积和tau蛋白过度磷酸化是其主要病理特征。对AD发病机制的深入研究有助于寻找治疗AD的特异性药物。作为最大的膜蛋白家族,G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)参与了AD的多个进程阶段。文章从GPCRs对Aβ合成的调节、Aβ毒性调节、Aβ降解、tau蛋白磷酸化,以及形成二聚体等方面阐述GPCRs参与AD发展的调控机制,有助于深入了解AD的发病机制,更好地研发以GPCRs为靶标的治疗AD的靶向性药物。     

阿尔茨海默病与炎性调控

阿尔茨海默病 （AD） 是毁灭性的神经退行性损伤疾病,其特点是细胞外聚积β淀粉样蛋白（Aβ）形成淀粉样斑块和细胞内异常高度磷酸化 tau 蛋白导致神经纤维缠结(neurobrillary tangles）.基于上述特点提出的β淀粉样蛋白假说和tau的高度磷酸化假说,仍不能完全解释其发病机理和神经元的退行性损伤.目前,炎症小体在阿尔茨海默病的病理过程中引起的炎症和组织损伤引起高度关注.因此研究AD患者中炎症小体如何激活、组装、并诱发细胞炎性介质的高表达,可能对深入研究AD病理机制和治疗靶点的突破提供一种新的解释,本文主要针对这一研究领域的进展加以简要的概述介绍.     

β-分泌酶抑制剂研究进展

阿尔兹海默病(Alzheimer's disease,AD)是一种退行性的神经性疾病,其主要病理特征为β-淀粉样蛋白(β-amyloid protein,Aβ)的异常聚集及tau蛋白的过度磷酸化。研究发现,β-分泌酶上调在Aβ沉积发生发展过程中具有重要作用。抑制β-分泌酶活性有可能减少淀粉样病变,从而延缓AD病理发生。现结合AD的发病机制对β-分泌酶的特点及β-分泌酶抑制剂的研究进展进行综述。     

罗格列酮改善胰岛素抵抗大鼠海马Alzheimer病样tau蛋白磷酸化水平

Tau蛋白过度磷酸化是Alzheimer病(AD)发病的关键事件.由于2型糖尿病是AD的风险因子,并且胰岛素抵抗是2型糖尿病的特征,检测了胰岛素抵抗大鼠大脑海马tau蛋白磷酸化水平,以及运用胰岛素增敏剂罗格列酮(TZD)后磷酸化的变化,发现胰岛素抵抗组大鼠海马tau蛋白呈过度磷酸化改变,但运用TZD后,tau蛋白的磷酸化状态有所恢复.由于糖原合成激酶-3β(GSK-3β)位于胰岛素信号转导途径中,并且是tau蛋白的重要磷酸激酶,研究检测罗格列酮干预前后GSK-3β活性,发现均升高.研究结果表明,肥胖时胰岛素抵抗导致细胞内胰岛素信号转导途径中,GSK-3β活性上调可能是引起大鼠海马内tau蛋白过度磷酸化的一个重要原因;虽然TZD可抑制tau蛋白的过度磷酸化,但可能不是通过下调GSK-3β活性的途径.     

长链非编码RNA在阿尔茨海默病中的研究进展

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是常见的神经退行性疾病,也是最为常见的一类老年痴呆类型.AD主要的病理变化包括淀粉样蛋白(amyloid-β,Aβ)沉积、tau蛋白过度磷酸化、胆碱能神经元的缺失、神经炎症以及代谢障碍等.然而,有关AD具体的发病机制和分子谱尚不清楚,这给AD的诊断和治疗带来很...