早期阿尔茨海默病中β淀粉样蛋白影响在体海马长时程抑制的机制

Amyloid-? protein (A?), especially the soluble A? oligomers, can potentially disrupt synaptic mechanism in vulnerable brain regions and this synaptic disruption may be the primary cause of early AD. Although numerous reports show A?-mediated disruption effects on long-term potentiation (LTP) and long-term depression (LTD) that require NMDARs, only a few studies have investigated the effects on forms of synaptic plasticity that do not require NMDARs. Our very recent result shows that soluble A? usurp endogenous acetylcholine muscarinic receptor (mAChR)-dependent LTD, to enable LTD that required metabotropic glutamate 5 receptors (mGlu5R).It is still unclear if long-term aberrant high level of A? will cause diffent changes to LTD. The functional roles of these two kinds of LTD and their molecular mechanisms remain to be elucidated. In this project, we will use a multifaceted approach including electrophysiology, behavioral assays and immunohistochemistry and molecular biology in the acute anesthetized, chronic awake and APP transgenic rats. The results of these studies are expected to discover new mechanisms of synaptic disruption in early AD, thus providing a novel therapeutic target for the treatment of AD.

阿尔茨海默病（AD）中ß淀粉样蛋白（Aß）导致易感脑区的突触功能障碍可能是早期AD的主要发病机制。目前Aß干扰突触传递可塑性变化的研究主要集中在NMDA受体依赖的长时程增强（LTP）和长时程抑制（LTD），而对非NMDA受体依赖的突触传递可塑性则知之甚少。我们在最近的研究中于麻醉大鼠海马区成功诱导出mAChR依赖的LTD，侧脑室注射Aß可易化出海马mGlu5R依赖的LTD。然而，这两种LTD的功能和详细细胞分子机制还不清楚；而脑内Aß水平长时间异常增高对mAChR-LTD的影响尚需进一步研究。本项目将在急性、慢性及APP转基因大鼠模型上，运用电生理、行为学测试、免疫组织化学和分子生物学等多种手段重点研究Aß易化的在体海马mGlu5R-LTD的机制，揭示早期AD突触传递可塑性变化障碍的新机制，从而为了解AD的发病机制及寻找有效治疗靶点提供新的方向。

ß淀粉样蛋白（Aß）沉积是阿尔茨海默病（AD）的特征之一。Aß介导的谷氨酸能通路上突触传递可塑性功能障碍可能是早期AD的主要发病机制。目前Aß干扰突触传递可塑性变化的研究主要集中在NMDA受体依赖的长时程增强（LTP），而Aß对长时程抑制（LTD）的影响则知之甚少。. 本项目在急性、慢性及APP转基因动物模型上，运用光遗传学技术、电生理、行为学测试、药理学、免疫组织化学和分子生物学等多种手段，研究（i）生理条件下低频电刺激（eLFS）诱导的在体海马LTD的诱导和表达机制；（ii）AD病理条件下Aß易化的LTD的分子机制；（iii）利用慢性Aß注射大鼠和APP转基因鼠，检测可特异性阻断Aß易化LTD的药物的治疗效果。. 我们发现：（i）单独注射NMDA受体的拮抗剂或mGlu5受体的拮抗剂，均不影响eLFS-900诱导的LTD，而联合注射这两种受体的拮抗剂，则可阻断LTD的诱导。弱的eLFS-300在对照组大鼠不能诱导出LTD，但在mGlu5R的正向别构调节剂VU 0360172注射的大鼠，eLFS-300可诱导出LTD；GluN2B亚型选择性抑制剂可阻断VU易化的LTD。（ii）R型电压依赖性钙通道的选择性阻断剂SNX 482可阻断eLFS-900诱导的LTD和eLFS-300在Aß注射大鼠诱导的LTD。(iii)运用光遗传学技术转染大鼠海马CA3区神经元并于侧脑室注射Aß，低频光刺激oLFS-300可以在左侧海马诱导出LTD，而在右侧海马却不能诱导出LTD。（iv）蛋白质合成抑制剂可以阻断eLFS-900诱导的LTD的晚期表达，却不影响Aß易化的LTD。与之相反，细胞应激反应的抑制剂ISRIB可以阻断Aß易化LTD的晚期表达而不影响eLFS-900在正常大鼠诱导的LTD。（v）利用水迷宫测试，慢性Aß注射大鼠和APP转基因鼠均出现空间学习记忆能力减弱；用ISRIB预先处理，其空间学习记忆能力得到明显的恢复。. 以上研究表明：生理性激活mGlu5R可易化NMDAR介导的LTD；生理性LTD和Aß易化的病理性LTD的诱导均依赖于R型电压依赖性钙通道的参与；Aß优先易化左侧海马的LTD；我们的研究提示ISRIB有望成为治疗AD的新药，这需要进一步的研究来证实。