从AGEs/RAGE/NF-κB信号通路探讨高血糖加剧阿尔茨海默病脑内Aβ沉积的分子机制

近期临床流行病学研究显示：糖尿病患者更容易患阿尔茨海默病(AD)，其发病率比正常人群高30～60%。因此，糖尿病是AD发病的重要危险因素之一。在前期工作中，我们发现实验性糖尿病促进AD转基因小鼠脑内APP异常代谢和β淀粉样蛋白（Aβ）的沉积，但其作用机制尚不清楚。本项目拟采用AD转基因小鼠，腹腔内注射STZ诱发产生糖尿病，探讨高血糖通过AGEs/RAGE/NF-κB信号转导通路加剧AD转基因小鼠脑内Aβ沉积的分子生物学机制。在细胞水平，通过AGEs处理稳定过表达人APPsw的SH-SY5Y细胞，进一步探讨AGEs/RAGE/NF-κB信号通路对APP异常代谢和Aβ分泌的影响及作用机制。本项目将为揭示糖尿病加剧AD病理生理进程的分子机制以及为AD提供切实的预防和治疗措施奠定充分的实验基础。

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease，AD)和糖尿病(Diabetes Mellitus，DM)的发病率正以惊人的速度增加，已成为许多国家重大的公共健康问题。近年来，大量流行病学研究显示：DM为AD发病的重要危险因素，但DM影响AD发病和发展的分子生物学机制目前还不十分清楚。为此，本研究采用3月龄APP/PS1转基因小鼠，腹腔内注射STZ，诱导产生DM合并AD的小鼠动物模型。应用ELISA对AD小鼠脑内AGEs含量进行定量分析；应用Morris水迷宫检测AD小鼠的行为学变化；应用免疫组织化学技术检测AD小鼠脑组织老年斑的分布、AGEs和NF-κB在脑内的表达；应用Western blotting技术检测AD小鼠脑内RAGE、NF-κB、BACE1蛋白的表达。同时离体实验采用SH-SY5Y细胞，观察AGEs对Aβ分泌的影响及其作用机制。应用荧光探针 DCFH-DA 进行细胞内ROS的检测；应用流式细胞仪检测线粒体膜电位（ΔΨm）的变化；应用Western blotting技术检测SH-SY5Y细胞内Cyt c蛋白的表达；应用透射电镜技术观察线粒体形态；应用ELISA法检测细胞的Aβ分泌。研究结果表明，给予APP/PS1转基因小鼠STZ注射后，小鼠血糖升高、体重降低，小鼠脑内AGEs增多，RAGE、NF-κB和BACE1的表达增强，小鼠脑内老年斑增多，学习记忆能力减退。AGEs-BSA体外作用于SH-SYSY细胞，可导致细胞ROS水平增高，从而导致线粒体功能下降（ΔΨm增高和Cyt c的释放增多）和形态损伤，致使细胞分泌的Aβ增多；当使用抗RAGE抗体预处理后，AGEs-BSA对细胞线粒体功能和形态的损伤有所减弱。综上所述，糖尿病可通过AGEs/RAGE信号转导通路影响NF-κB的表达和线粒体功能，从而促进Aβ的分泌和老年斑的形成。