快速老化小鼠SAMP8研究进展(2)

发布时间:2021-06-09

研究进展

566

中国药理学通报ChinesePharmacologicalBulletin

2009

May;25(5)

加"1;8

mon

SAMP8脑中的脂质过氧化和蛋白氧化标记物较

mon也明显增加”J。给予抗氧化剂0【.硫辛酸后,12

mon

SAMP8蛋白羰基和硫代巴比妥酸反应物的水平较4mOll明显降低,并且能够改善记忆障碍【4】。羰基修饰是蛋白氧化的一个重要标记物。3

moil

SAMP8肝脏Cu/Zn—SOD(Cu,zn—

superoxide

dismutase)和9

mort

SAMP8脑中海马胆碱能神经

刺激肽前体蛋白(hippocampalcholiner西c

neurostimulating

peptideprecursor

protein,HCNP—PP)羰基修饰水平均比同龄

SAMRI高。Cu/Zn.SOD导致的渐进性氧化损伤可能是引起sAMP8抗氧化应激系统功能紊乱、形成高氧化状态、衰老加速的一个重要机制;而HCNP-PP的羰基修饰可能与SAMP8学习记忆功能退化引起的病理生理改变有关po。

1.2长时程增强效应(10ng-termpotentiation。LTP)减弱LTP是衡昔神经突触可塑的重要指标,被认为是学习记忆的细胞学基础。研究表明老年SAMP8海马突触活动减少,表现为脑片神经递质ACh和NE释放减少;胆碱能M受体、5一羟色胺一1A(5-HT一1A)受体和N一甲基-D一天冬氨酸(N—methyl—D.aspartate,NMDA)受体水平下降;蛋白激酶C(protein

kinase

C,PKC)和突触棘密度减少∞J。磷酸化环磷腺苷反应成分结合蛋白(phosphatedcylinc

AMPresponse

elementbindingpro-tein,P-CREB)是CREB/AI,T(activating

transcriptionfactor,

A订)家族中转录因子一员,在突触町塑性和LTP形成过程中发挥重要作用。目前认为晚期坍P与突触棘形成和新蛋

白合成密切相关,而P—CREB又是晚期LTP形成的核心因子。PKA、PKC、钙离子信号调节亲环素配体.II(Ca2+/calm-

kinase,CaMKⅡ)和CaMKIV可通过与NM

mort

SAMP8海马CAl区即发现CREB磷酸

J。研究证实悼j,2、6和12mOB

SAMP8海马切片mort

SAMP8较同龄

mort

SAMP8脑片中被破坏了

Tau蛋白过度磷酸化目前研究发现一J,SAM鼠快速

synthasekinase-3,

dependent

ki—

万方数据

nase,CDK-5)。5mortSAMRl和SAMP8不同脑区Tau蛋白

磷酸化比较研究发现¨…,SAMP8异常高度磷酸化Tau蛋白较SAMRI明显增加,CDK-5表达和激活增加,表明SAMP8老化和Tau蛋白修饰有关。1.4葡萄糖代谢障碍

GSK-3是一种多功能的丝氨酸/苏

氨酸蛋白激酶,是参与糖代谢的主要限速酶之一。GSK-3可使糖原合成酶磷酸化而抑制糖原合成。AD患者糖代谢障碍,葡萄糖供能不足。为使葡萄糖生成增加,GSK-3活性增强使其具有Tau蛋白激酶的活性。GSK.3p即为Tau蛋白激酶I,与CDK-5协同催化Tau蛋白磷酸化。其中GSK一313活性代偿性增强是神经纤维缠结(NF1')形成的重要机制。GSK一3B的特异性抑制剂锂,呈剂量依赖性的降低Tau蛋白的磷酸化,增加Tau蛋白与微管的结合,促进微管的组装;还可以降低GSK一3¥对Tau蛋白的磷酸化作用,直接阻止Tau蛋白多个位点的磷酸化。此外,GSK.313促进A13在AD患者脑中蓄积发挥重要作用…o。

SAMP8脑内葡萄糖代谢障碍与学习缺陷的严重程度密切相关。SAMP8长期饮食给予氯化锂¨23或褪黑素…治疗后,能降低Caspase-3和钙蛋白酶的活性,产生神经保护作用;减少SAMP8大脑皮层细胞丢失,减少脂质和蛋白的氧化损伤;降低GSK-313和CDK-5的水平和活性,减少高度磷酸化的Tau蛋白生成。表明CDK-5/GSK-313信号级联放大通路町能是一个治疗衰老相关的神经退行性疾病的潜在靶标。同时提示SAMP8脑内葡萄糖代谢障碍可能是导致其学习记忆缺陷的重要机制。

1.5免疫老化(immunosenescence)

美国病理学家W01.

ford在20世纪60年代首先提出老化的免疫学假说,认为免疫系统从根本上参加了正常脊椎动物的老化过程,是老化过程的主要调节系统之一。T淋巴细胞功能降低与数量减少是增龄性免疫系统的主要改变,其中胸腺增龄性萎缩表现尤为明显。T细胞与免疫老化的关系是老化免疫学机制研究的核心内容。早期相关研究表明SAMP8学习记忆减退的同时伴有cD4+T淋巴细胞内源性缺陷。近来研究发现¨引,在

1~8wk

SAM胸腺中CD4。/CD8+细胞的比例呈现明显增龄

性增加的趋势;2wk后,SAMP8中CD4一/CD8+细胞的比例高于SAMRl,说明SAMP8与SAMR!两个亚系在T细胞的分化发育上存在差异,SAMP8要早于SAMRI,提示CD4+/

CD8一与CD4一/CD8+比例的异常可能是SAMP8过早出现免疫老化的原因之一。

SAMP8免疫老化可能与血脑屏障的通透性改变密切相陷。对5、10

mort

SAMP8和SAMRI血浆中促炎症反应因子

障功能的改变可能是血中免疫物质进入脑内的途径之一,介oduline—dependent

DA受体结合引起海马神经元细胞ca2+内流,从而使CREB磷酸化。早在2

化缺陷L7CAI区的m呈现增龄性减弱,6和12

SAMRI明显降低。同时还发现,星形胶质细胞通过D-丝氨酸参与突触传递,补充内源性D.丝氨酸和NMDA受体甘氨

酸结合位点协同激动剂,不仅可以直接改善L叩缺陷,还可

通过D.氨基酸氧化酶修复12

的L胛,表明D一丝氨酸缺失或星形胶质细胞功能紊乱可能是

老年SAMP8认知和NMDA受体依赖性L,rP减少的潜在机制。

1.3

关¨“。一些促炎细胞因子如ILlB、IL-6和TNF.d在脑中的表达增加可能参与SAMP8衰老相关的神经元障碍和学习缺老化形成机制多与Tau蛋白过度磷酸化和APP转录机制有关,而转基因动物模型,如APP和早老素蛋白一1(presenilin—1)突变。虽可产生大量的淀粉样蛋白沉积,但没有Tau蛋白过度磷酸化的病理表现。机体衰老过程中轻度Tau蛋白的形成不是一个必需的正常过程,相反,可能是一个病理表现。神经微管相关蛋白Tau蛋白主要分布于轴突,Tau蛋白通过磷酸化调节该蛋白正常和病理功能。高度磷酸化会损害7Fau蛋白微管结合功能,从而导致脑中微管失去稳定性,最终引起受累的神经元退化。许多丝氨酸一苏氨酸激酶可磷酸化Tau蛋白,如糖原合成酶激酶-3(glycogen

检测表明,IFN一1和TNF-a增龄性增加,IL-2增龄性减少;长期给予褪黑激素能够中和这些促炎症反应因子H引。血脑屏导了SAMP8脑内免疫老化。

1.6钙自体失衡与钙超载1994年Khachaturian首次提出AD发病机制的钙假说,认为神经细胞内的生理ca2+浓度是

GSK-3)13和周期素依赖性蛋白激酶,5(cyclin

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