远志皂苷元调控tau蛋白磷酸化途径的效应和机制研究

Tau蛋白过度磷酸化是阿尔茨海默病（AD）的重要分子生化改变之一，AD发病机制复杂，不但涉及蛋白激酶和磷酸酯酶的相互作用，而且与葡萄糖的摄取和代谢障碍有关。研究发现，tau 蛋白除被磷酸化修饰外, 也被O-GlcNAc 糖基化修饰。O-GlcNAc 糖基化可参与调节tau蛋白的部分功能，与磷酸化作用关系密切。远志皂苷元具有益智、抗衰老等药理活性，能够显著对抗Aβ的神经毒性，但对tau蛋白磷酸化的作用效用如何，目前尚未见报道。本研究拟制备体内外tau蛋白磷酸化模型和低糖培养的PC12细胞模型模拟大脑中葡萄糖的摄取和代谢低下, 并使用多种特异性tau 蛋白磷酸化抗体和蛋白O-GlcNAc 糖基化识别抗体进行检测，观察远志皂苷元对tau蛋白磷酸化相关酶类和O-GlcNAc糖基化的影响，探讨O-GlcNAc糖基化与磷酸化之间的关系，从而为有效预防和治疗AD提供具有重要意义的实验基础。

神经元纤维缠结（NFT）是阿尔茨海默病（AD）的两大病理特征之一，异常过度磷酸化的tau蛋白是NFT的主要成分。Tau 蛋白也可被一种称为O-GlcNAc糖基化的特殊的糖基化方式所修饰，二者共同参与AD的发病过程。.远志皂苷元具有益智、抗衰老等药理活性，能够显著对抗Aβ的神经毒性，但对tau蛋白磷酸化的作用效应如何，目前尚未见报道。本项目制备体内外tau蛋白磷酸化模型和低糖培养的PC12细胞模型模拟大脑中葡萄糖的摄取和代谢低下，分别采用Morris水迷宫、免疫组化、Western blot、电镜及图像分析等技术手段，从行为学、病理学、细胞及分子水平开展了一系列的研究，观察了远志皂苷元对AD模型小鼠tau蛋白磷酸化水平的影响，分析磷酸化和糖基化之间的关系，我们初步得出以下结论：.1. APP695V717I双转基因小鼠存在学习记忆功能异常，远志皂苷元可改善AD模型小鼠的学习记忆能力；.2. APP695V717I双转基因小鼠海马出现微管断裂或溶解现象，而远志皂苷元可阻止微管发生断裂及溶解；.3. APP695V717I双转基因小鼠海马区存在多位点的tau蛋白过度磷酸化，发生磷酸化的位点与糖基化位点重叠或临近；.4. APP695V717I双转基因小鼠海马蛋白激酶表达升高，磷酸酯酶活性降低，因而导致tau蛋白磷酸化的发生；远志皂苷元可降低蛋白激酶的表达，上调磷酸酯酶的表达，进而抑制tau蛋白发生过磷酸化。.5. tau 蛋白除被磷酸化修饰外,也被O位N-乙酰葡萄糖胺（O-linked beta-N- acetlyglucosamine, O-GlcNAc）糖基化修饰。本研究发现APP695V717I双转基因小鼠O-GlcNAc 糖基转移酶(OGT)表达降低，O-GlcNAc 糖苷酶(O-GlcNAcase)表达升高，从而使tau蛋白糖基化程度减轻。应用远志皂苷元治疗可以升高OGT的表达，降低O-GlcNAcase的表达，从而保证tau蛋白的正常糖基化表达，进而抑制了tau蛋白发生过磷酸化。.综上，远志皂苷元通过平衡蛋白激酶和磷酸酯酶的表达，以及调整糖基化水平，从而达到减少tau蛋白磷酸化的程度，这可能是其益智作用的机制之一。本研究结果为远志的临床应用和药物开发提供了药理学基础。