PBEF 在学习记忆及相关海马神经元功能中的作用研究

学习记忆下降是老龄化和神经退行性疾病中常见的表现，但它的发生机制不清、防治手段缺乏。最近有一些证据显示PBEF可能是密切相关的一个分子。PBEF又名Nampt或 Visfatin，是NAD补救合成通路的限速酶，可通过合成NAD参与细胞物质和能量代谢、蛋白质修饰、DNA修复等重要过程；也可作为细胞因子、脂肪细胞因子调节细胞功能；另外还能激发炎症和氧化应激反应。申请者最近发现PBEF在神经元内有大量表达，初步结果表明PBEF的表达水平与学习记忆紧密相关。本项目拟观察PBEF在学习记忆中的作用；选择与学习记忆相关的海马神经元、以及相应的检测指标，包括神经元形态、细胞活性和突触电生理特性等，观察在正常及损伤状态下PBEF的作用。通过项目的实施，阐明PBEF是否可以调节神经元功能进而影响学习记忆，分析PBEF为靶点的药物在防治学习记忆损伤中的潜在价值，以及在治疗其他疾病时可能产生的中枢神经不良反应。

尼克酰胺磷酸核糖转移酶（NAMPT），又称前B细胞克隆增强因子（PBEF），也称内脏脂肪素（Visfatin），是合成NAD的限速酶。通过本课题研究，我们发现NAMPT在年轻小鼠脑内主要表达在神经元和血管内皮细胞，但在老年时小胶质细胞也出现大量表达；小胶质细胞表达的NAMPT能够通过非经典途径释放；老年时NAMPT在脑内的表达量下降，其产物NAD增高；NAMPT的这些变化伴随着小鼠学习记忆、活动量的下降，提示神经元表达NAMPT直接参与神经元功能的调节，而细胞外NAMPT通过脑内炎症反应，参与神经功能的调节。另外，我们发现神经元内NAMPT的作用主要通过合成NAD实现，对学习记忆有促进作用，是直接的保护作用；而细胞外NAMPT通过非酶作用，作为一个炎症介质，直接作用在小胶质细胞，促进小胶质释放TNF-alpha，从而影响神经元的活性，是一种间接的、损伤性的作用。因此，我们不仅阐述了脑内NAMPT表达和分布，以及与神经功能的关系，还初步揭示了细胞内外NAMPT作用的机制，催生了我们下一步的工作，区分细胞内、外NAMPT的作用及机制，寻找促进细胞内NAMPT的作用，抑制细胞外NAMPT作用的途径。在本项目的资助下，我们共发表论文7篇，已经接受1篇，其中3篇是SCI收录论文（2篇影响因子大于3.0），另有2篇SCI论文正在撰写中，培养了研究生6名。