山茱萸环烯醚萜苷对tau蛋白寡聚体的影响及与JNK1/Beclin-1/PI3KC3自噬调控通路相关的作用机制

Recent studies have shown that tau protein oligomers are the main cause of neurotoxicity in AD patients. Tau protein oligomers are mainly cleared through autophagy pathways. Exploring new drugs that can activate the autophagic pathway and reduce the tau protein oligomer content is a new strategy for AD treatment. We found that the cornel iridoid glycosides (CIG) could inhibit the abnormal hyperphosphorylation of tau in multiple cell models, and protect the microtubule morphology to maintain cell integrity. We also found it can reduce the tau oligomer expression, the mechanism remains unclear. In this study, we will use P301S transgenic AD animal model to explore the effect of CIG on the tau oligomer and autophagy pathway. In vitro, we use cells free assay, autophagic defective cells and Beclin-1 shRNA transfected cells to further investigate the mechanism of CIG on tau oligomers, and observe whether CIG activates autophagy through JNK1 / Beclin -1 / PI3KC3 signaling pathway to promote the degradation and removal of tau oligomers. This project provides a new strategy for AD drug research.

最新研究表明tau蛋白寡聚体是AD患者脑内产生神经毒性的主要原因。Tau蛋白寡聚体主要通过自噬途径清除，发掘能够激活自噬途径，减少tau蛋白寡聚体含量的新药成为治疗AD新策略。我室首次发现山茱萸环烯醚萜苷（CIG）在多个细胞模型上均可抑制tau蛋白异常过度磷酸化，保护微管形态从而维持细胞完整性；能够减少tau蛋白寡聚体含量，但机制不明。本课题拟通过应用P301S转基因拟AD动物模型，在体研究CIG对tau蛋白寡聚体及自噬通路的影响；体外通过无细胞蛋白系统、自噬缺陷细胞模型及Beclin-1 shRNA转染细胞模型，进一步研究CIG对tau蛋白寡聚体的影响及其作用机制，主要是明确CIG是否通过上调JNK1/Beclin-1/PI3KC3通路引起自噬发生，进而促进tau蛋白寡聚体的降解和清除。本项目为AD药物研究提供新的策略。

研究背景：Tau蛋白寡聚体是AD患者脑内产生神经毒性的主要原因。Tau蛋白寡聚体主要通过自噬途径清除，发掘能够激活自噬途径，减少tau蛋白寡聚体含量的新药成为治疗AD新策略。山茱萸环烯醚萜苷（CIG）是我室应用药效学导向的植物化学研究，从山茱萸中提取分离的主要有效部位。前期研究发现CIG作为新药候选药物，能够抑制tau蛋白聚集，保护细胞骨架结构。.研究内容：基于自噬溶酶体途径及药靶结合实验，探讨CIG对tau蛋白寡聚体聚集的作用机制。.研究结果：（1）CIG能够通过增加Beclin1、Atg7表达，增强泛素样连接体系的形成，改善WT/GFX侧脑室注射诱导的自噬损伤。HEK293细胞转染wtGSK-3β质粒后，模型细胞内自噬没有发生明显变化，但tau寡聚体明显增加。CIG依然能够通过诱导自噬发生减少tau寡聚体的含量。结果提示：CIG通过增加自噬相关基因表达诱导自噬体形成减少tau蛋白寡聚体。（2）为了进一步明确CIG清除tau蛋白与自噬之间的关系，实验构建B6C3-Tg(Prnp-MAPT*P301S)PS19小鼠。结果表明CIG不仅能够通过下调JNK1/Beclin-1/PI3KC3减少自噬小体过度累积，而且能够增加自噬小体的降解。（3）CIG调控转运必需内吞体分选复合物VPS4亚基减少自噬转运障碍。（4）Cell-free实验结果表明，CIG能够抑制tau蛋白单体的聚集，促进tau的双股螺旋丝解聚。分子对接结果表明CIG的单体成分莫诺苷和马钱苷与tau蛋白上氨基酸组成的氢键、盐桥等相互作用。SPR结果显示莫诺苷与tau蛋白结合较强。综上，CIG能够通过直接和间接作用减少tau蛋白寡聚体含量。CIG获得1项美国发明专利授权，2项中国发明专利授权，具有开发为治疗AD并具有我国自主知识产权的中药新药的潜力。