RNA氧化引起神经细胞凋亡的机制以及在AD早期诊断中的应用

Alzheimer's disease is a neurodegenerative disease with the highest incidence in the elderly. As early as 1999, studies found RNA oxidation is an early phenomenon in AD, however, the underlying mechanisms was unknown. Our previous studies focused on the role of RNA oxidation and its suppressing gene mth1 in AD, the results showed that RNA oxidation product——8-oxoguanosine（8-oxoG）was significantly higher in hippocampus of senescence accelerated mouse and human AD patients. The concentration of 8-oxoG in urine was consistent with the brain tissue, suggesting 8-oxoG is a potential biomarker for aging and aging related dementia. Further，we proved that RNA oxidation can promote the production of Aβ in MTH1 knockdown cells and cause learning and memory impairment in mice. In this study, we’ll investigate the value of urinary 8-oxoG serving as a marker for early diagnosis of AD in humans, we will also explore how RNA oxidation and its suppressing mechanisms involved in neuron apoptosis of mth1 null cells and mth1 null mice. This study will provide a new way for early diagnosis and treatment of AD.

阿尔茨海默病（Alzheimer's disease ，AD)是老年人中发病率最高的神经系统退行性疾病。早在1999年，就有研究发现RNA氧化是AD的早期现象，但迄今为止，鲜有相关机制报道。本课题组前期针对RNA氧化和氧化抑制基因mth1与AD发病的关系进行研究，结果发现RNA的氧化产物——8氧化鸟苷（8-oxoG）在快速老化小鼠和人AD患者海马区明显增高，尿液8-oxoG含量与组织一致，提示尿液8-oxoG是评价老化和老化相关痴呆的生物学标志物。同时，在MTH1敲减的细胞中证实RNA氧化可促进Aβ的产生，动物实验证实RNA氧化可引起小鼠学习记忆能力下降。在前期工作的基础上，本研究将进一步考察人体尿液8-oxoG作为AD早期辅助诊断标志物的价值，同时在mth1基因敲除的细胞和小鼠中探索RNA氧化及其抑制机制与神经细胞凋亡的关系和机制，为AD的早期诊断和治疗靶标选择提供新的思路。

阿尔茨海默症是是老年人中发病率最高的神经系统退行性疾病，但其发病机制并不清楚， 临床迫切需要一个早期诊断阿尔茨海默症的指标。8-氧化脱氧鸟苷和8-氧化鸟苷是潜在的生物学标志物。在基金的资助下，本研究完成了如下工作：.1. 建立了检测人尿中8-oxodG和8-oxoG的UPLC-MS/MS检测体系，包括①建立了尿液样品预处理方法；②建立了UPLC液相洗脱方法和MS/MS质谱检测方法；③对上述体系进行了方法性能评价。 .2. 收集2015.1-2015.4在华西医院健康检查中心体检人群以及华西幼儿园幼儿和儿童的尿液标本，共计1228例，年龄跨度2-90岁，按年龄1-10岁，11-20岁，21-30岁，31-40岁等，被分为10个亚组。收集他们的随机尿标本，采用waters ACQUITY UPLC 液相色谱联用 Xevo TQ-S三重四级杆质谱，检测尿液中的8-oxodG/crea以及8-oxoG/crea的含量。结果显示，①<60岁时，8-oxodG/crea和8-oxoG/crea的含量男性略高于女性，但差异无统计学意义；>60岁时，女性明显高于男性。在51-60岁年龄组，女性的氧化产物出现陡然升高，可能与雌激素撤退有关。②8-oxodG/crea和8-oxoG/crea含量随年龄增加的关系 结果显示，8-oxodG/crea和8-oxoG/crea的含量与年龄呈现U型的关系，具体表现为，<10岁和>81岁的人群，相比于成年人，呈现更高浓度的8-oxodG/crea和8-oxoG/crea。而从>10岁的儿童开始，8-oxodG/crea和8-oxoG/crea含量逐渐增加。 造成这种U型的原因推测是因为<10岁的儿童，抗氧化机制尚未发育完全。对于同一个个体，8-oxoG的浓度大约是8-oxodG的2倍。因此，8-oxoG是潜在的评价衰老的标志物。.3.构建CHO_iMTH1_APP细胞株，在引入8-oxoGTP的情况下，采用nLC-orbitrap MS质谱检测Aβ的产生情况。.结果显示，对照组检测出25种Aβ片段，8-oxoGTP处理组检测出50种Aβ片段。 22种Aβ片段在8-oxoGTP处理组中明显增加，其中包括Aβ1-37, Aβ1-38，Aβ1-39，Aβ1-40和Aβ1-42，提示8-oxoGTP有可能通过促进Aβ的产生从而促进AD的发生发展。