磷酸酯酶2A催化亚基活性短肽对AD模型鼠的AD样病理和行为学异常的改善作用

Tau hyperphosphorylation is one of the main pathological changes of Alzheimer's disease (AD), and the down-regulation of protein phosphatase 2A (PP2A) activity plays a key role in AD-like tau hyperphosphorylation. Thus, the up-regulation of PP2A activity could show some promising future in preventing and treating AD. This study aims to screen active PP2A catalytic subunit (PP2Ac) sequence. Firstly, confirming the effect of PP2Ac active short peptides over-expression on tau hyperphosphorylation induced by okadaic acid (OA). Secondly, active PP2Ac short peptides were administrated through intraperitoneal injection or intracerebroventricular injection to P301L tau transgenic mice, and the amelioration of AD-like pathology and behavior deficiency of P301L tau transgenic mice were detected. Based on the amelioration of tau pathology and behavior deficiency of this active short peptide, the final result of this study can testify the short active peptide be a potential and effective drug in treating AD.

Tau蛋白过度磷酸化是阿尔茨海默症（AD）的主要病理改变之一，而蛋白磷酸酯酶2A（PP2A）活性降低在tau蛋白过度磷酸化中起着重要作用。因此，上调PP2A的活性对于防治AD有着重要的潜在应用价值。本项目拟筛选出PP2A催化亚基—PP2Ac的活性片段，首先，在细胞水平确定细胞穿膜肽（TAT）标记的PP2Ac活性短肽对OA诱导的tau蛋白的过度磷酸化的影响；其次，将PP2Ac活性短肽药物通过腹腔给药或侧脑室给药两种给药方式给予P301Ltau转基因鼠，检测该活性短肽药物对P301Ltau转基因小鼠的AD样病理和行为学异常的改善作用。基于该活性短肽对AD模型鼠的相关病理改变及学习记忆的改善作用，该项目研究结果有望使该PP2Ac活性短肽成为潜在的有效的AD治疗药物。

阿尔茨海默症（Alzheimer’s Disease，AD）是一种常见的中枢神经系统退行性疾病，65岁以上老年人发病率为2%-7%，专家预计AD发病人数在未来50年内将增加3倍。研究表明AD患者的认知功能障碍与NFTs有着密切的关系，患者的认知障碍程度与NFTs在大脑皮层的形成数量呈正相关，而过度磷酸化tau蛋白是组成PHF/NFTs的唯一必需成分，因此如何最大程度地抑制tau蛋白的过度磷酸化是治疗AD的一个突破点，也是目前亟待研究者们解决的一个重要课题。在AD病理状态下，tau蛋白处于过度磷酸化的状态，磷酸酯酶的活性降低是导致tau蛋白过度磷酸化的一个重要因素，目前研究认为，脑中调节tau蛋白磷酸化的主要蛋白磷酸酶是PP2A。AD患者大脑中PP2A的活性明显降低。因此，有望通过升高PP2AC的活性，从而提升PP2A的磷酸酶活性，阻止或者减弱tau蛋白的过度磷酸化，从而达到改善AD样tau病变的目的。基于此，本研究发现：（1）外源性转入PP2AC缺失突变体EGFP-PP2AC271-309能显著降低tau蛋白Ser396以及Ser404等位点的磷酸化；（2）外源性转入PP2AC缺失突变体EGFP- PP2AC271-309不影响HEK/293tau细胞的活性，增殖及迁移能力；（3）对HEK293/tau细胞给予PP2AC271-309活性小肽显著降低tau蛋白Ser396及Ser404位点的磷酸化；（4）对P301L小鼠海马CA1区注射AAV-PP2AC271-309能显著降低tau蛋白的磷酸化水平并改善其认知功能的损伤。本项目构建PP2AC的缺失突变体，并用其对P301Ltau转基因鼠进行治疗，研究其对P301Ltau转基因鼠的AD样病理和学习记忆障碍的改善作用。该项目研究结果对于开发AD有效药物具有重要的参考价值。