线粒体级联假说是阿尔茨海默病病理机制的新假说,线粒体是Aβ发挥毒性作用的新的重要靶位,线粒体损伤不仅与Aβ的产生和异常沉积有关,且会加重Aβ神经毒性,导致并加速AD的发生与发展。本课题拟在前期研究工作基础上,以脑室内注射Aβl-42诱导AD模型大鼠为对象,采用相关分子生物学技术,首次以线粒体损伤在Aβ级联反应中的关键作用为切入点,探讨线粒体结构与功能的异常及相关蛋白在AD中的调控作用,保护线粒体对Aβ神经毒性的影响及其在学习记忆过程中的作用,为深入揭示针灸改善学习记忆功能的作用机制提供全新资料;进一步从对Aβ的降解与清除的角度探讨针灸减轻Aβ诱发线粒体损伤的作用机制,为更好的研究针灸多环节、多靶点的防治AD作用机制提供更多的线索。
Alzheimer's disease;Mitochondrial;acu-moxibustion;;
线粒体是Aβ发挥毒性作用的重要靶位,线粒体损伤不仅与Aβ的产生和异常沉积有关,且会加重Aβ神经毒性,导致并加速AD的发生与发展。本课题在前期研究工作基础上,以脑室内注射Aβ1-42诱导AD模型大鼠为对象,采用相关分子生物学技术,首次以线粒体损伤在Aβ级联反应中的关键作用为切入点,探讨线粒体结构与功能的异常及相关蛋白在AD中的调控作用,为深入揭示针灸改善学习记忆功能的作用机制提供全新资料。结果显示海马神经元线粒体形态呈卵圆形,数目较少,且分布不均,内嵴大部分排列紊乱,部分可见内嵴溶解消失,基质疏松,线粒体肿胀明显且部分空泡变性;周边内质网扩张,提示线粒体结构损坏较为严重;AD模型大鼠血清Aβ浓度显著升高,脑内海马区的APP阳性神经元表达增多,同时海马CA1区 NEP和PreP的含量表达均明显降低(P<0.01),提示AD模型大鼠复制成功,出现Aβ蛋白沉积和Aβ降解酶减少。线粒体中ABAD的含量明显高于正常组(P<0.01),Aβ淀粉样蛋白与位于海马神经元线粒体基质中过表达的ABAD结合,形成过多的Aβ-ABAD复合物,使COXⅣ水平明显下降,与正常组相比具有明显的差异(P<0.01),进而导致过多的ROS从线粒体中漏出,ATP降低,氧化呼吸链的电子传递受阻,可见线粒体能量代谢障碍;线粒体融合相关蛋白Opa1的水平明显低于正常组(P<0.01),而线粒体分裂相关蛋白Fis1的水平明显高于正常组(P<0.01),提示线粒体分裂与融合失衡,线粒体动力学出现异常;作为线粒体通透性转换孔的必需成分之一的亲环蛋白D的过表达,也提示MPTP的开放,线粒体膜内外渗透失衡,线粒体功能受到严重抑制。而针灸“百会”“肾俞”能够抑制AD模型大鼠海马线粒体形态结构的改变;通过抑制ABAD的过表达,减少Aβ-ABAD复合物的产生,进而提高COXⅣ的活性,改善氧化呼吸链的电子传递,抑制线粒体能量代谢障碍;通过抑制线粒体分裂蛋白Fis1的过表达,促进线粒体融合蛋白Opa1的表达,进而调节线粒体分裂与融合的平衡,改善线粒体动力学异常;通过抑制线粒体通透性转换孔的必须成分之一CypD的过表达,进而抑制MPTP的开放,调节线粒体膜内外渗透的失衡;最终上调大鼠海马CA1区NEP和PreP的表达,增加其含量,促进细胞内外β淀粉样蛋白的降解,从而减少其聚集沉降,改善阿尔茨海默病病理进程。