AAV-9介导的抑制肽在p25转基因小鼠中对CDK5/p25病理活性的特异抑制及其对阿尔茨海默病的防治研究

Alzheimer's disease (AD) is a progressive neurodegenerative disorder without efficient treatments. Cyclin-dependent kinase 5 (CDK5) /p35 activity is important for the developing and mature nervous system and memory. Under pathological stimulating, p35 is cleaved into p25. Pathological CDK5 /p25 activity has been hypothesized to contribute to the tau hyperphosporylation and formation of aberrant tau aggregates. CDK5 inhibitors or CDK5 RNA interference have indicated efficiently inhibition on CDK5/p25 activity and decreased the number of neurofibrillary tangles in AD mice. However, their side effects on other CDKs or physiologic CDK5/p35 activity have limited their potential clinical application. Previously we have demonstrated that two peptides (CIP and P5) truncated from p35 can specifically inhibit CDK5/p25 activity and prevent apoptosis in primary brain cultured cells. There is no effect on other CDKs or CDK5/p35 activity. In this study, we will use AAV-9 expressing system to deliver CIP and P5 in p25 transgenic AD mice. The specific inhibition of CDK5/p25 , prevention of TAU hyperphosphorylation ,apoptosis and AD like pathological change and improvement of memory will be evaluated. Our study will further validate our specific inhibiting peptides on the therapeutic targeting ameliorating tau pathology.

阿尔茨海默病病程呈进行性发展，无特效药物。CDK5/P35的活性保证了中枢神经系统发育、成熟和记忆功能。但病理因素刺激P35产生P25，CDK5/p25异常活性使TAU过磷酸化导致了该病的主要病理样改变。有研究报道CDK5的抑制剂或CDK5 siRNA在动物体内能有效的抑制CDK5/p25 活性，并能减少疾病动物的TAU磷酸化和病理改变，但对其它的 CDKs 或 CDK5/p35 的活性有副作用，限制了其应用。我们曾报道了p35衍生的两种肽（CIP和P5）能在神经元细胞中特异抑制 CDK5/p25 活性，并防止神经元细胞凋亡，且没有上述的副作用。本课题拟将通过重组腺相关病毒AAV-9表达系统在p25诱导表达的疾病鼠中表达CIP和P5，研究两种肽在体内对CDK5/p25特异抑制、TAU高磷酸化的抑制、预防细胞凋亡、改善病理样变化及促进记忆功能的作用。本研究将为抑制肽的靶向抑制治疗提供依据。

Cdk5/p35是中枢神经系统功能所必需。但病理刺激p35产生P25，Cdk5/p25高活性参与了阿尔兹海默病（AD）、帕金森病（PD）等发病过程。本研究旨在探讨Cdk5/p25特异抑制肽CIP和TFP5在AD等的治疗价值。研究包括：1）建立了重组腺相关病毒（AAV）表达系统：AAV-CIP和AAV-p25。2）通过小鼠尾静脉注射AAV9-p25制备了比转基因法更简便的AAV-p25疾病鼠。p25的长期过表达使Tau过磷酸化、神经纤维缠结（NFT）形成及记忆损伤。3）在三种疾病鼠模型中阐明了经侧脑室注射AAV9-CIP能减轻神经元的病理及记忆损伤和减轻焦虑样症状。首先，在APP/PS1-转基因AD鼠中（类似AD的Aβ沉积和NFTs的病例改变及记忆损伤），三个月后（病理改变出现后）经过侧脑室给AAV9-CIP，6个月后发现AAV9-CIP明显减少Tau蛋白的过磷酸化、减少A 沉积及减轻炎症反应，从而达到了恢复AD鼠记忆功能和减轻焦虑治疗效果。其次在AAV-p25疾病鼠中给予侧脑室AAV9-CIP治疗也达到了类似结果。最后，在p25诱导表达转基因鼠中，在p25诱导前后给予AAV-CIP治疗，有预防和治疗作用。AAV-CIP治疗的长期存活及安全性评估尚在进行中。4）另外，在MPTP慢性损伤PD模型中，在症状出现后给予AAV-CIP的治疗，多巴胺神经元的损伤、运动功能及焦虑状态得到明显改善5）最后在MPTP亚急性损伤PD鼠中，TFP5腹腔注射能抑制中脑Cdk5/p25的底物MEF2的活化（细胞坏死因子），从而有效地保护多巴胺神经元。总之，本研究进一步证实Cdk5/p25在神经退行性疾病中的致病作用，更重要是在疾病鼠模型中阐明了AAV9-CIP和TFP5能特异抑制Cdk5/p25活性，为AD或PD提供了有前景的治疗药物。