α7 nAChR通过调节自噬拮抗Aβ毒性的分子机制研究

β淀粉样蛋白(Aβ)对自噬的异常激活参与了阿尔茨海默病(AD)的发病机制。烟碱型乙酰胆碱受体α7（α7 nAChR）是具有神经保护作用的信号转导蛋白，能拮抗Aβ的毒性。据最近报道，在细胞培养基中加入α7 nAChR的激动剂和抑制剂，均可以影响Aβ的毒性，且伴有细胞自噬活性的改变。我们的结果表明，采用3BDO抑制细胞的自噬能减轻外源性Aβ的毒性作用。由此我们提出如下假说：α7 nAChR可以通过其受体通路调节自噬，拮抗Aβ的毒性，发挥神经保护作用。研究内容包括：1、研究α7 nAChR拮抗Aβ的毒性过程中，调控自噬的方式；2、研究PI3K/Akt信号通路在α7 nAChR调节自噬过程中的作用；3、研究AMPK信号通路在α7 nAChR调节自噬过程中的作用。对α7 nAChR通过调节自噬拮抗Aβ毒性的分子机制研究，将有助于寻找新的AD治疗的靶点和开发新型靶向药物，具有重要的理论意义和应用价值。

β淀粉样蛋白(Aβ)对自噬的异常激活参与了阿尔茨海默病(AD)的发病机制。烟碱型乙酰胆碱受体α7（α7 nAChR）是具有神经保护作用的信号转导蛋白，能拮抗Aβ的毒性。本项目的主要研究内容包括：1、研究α7 nAChR拮抗Aβ的毒性过程中，调控自噬的方式；2、研究PI3K/Akt信号通路在α7 nAChR调节自噬过程中的作用；3、研究AMPK信号通路在α7 nAChR调节自噬过程中的作用。本项目研究发现：第一，寡聚Aβ对人源神经母细胞瘤细胞株SH-SY5Y、大鼠源嗜铬细胞瘤细胞株PC12具有明显的神经毒性；寡聚Aβ诱导人源神经母细胞瘤细胞株SH-SY5Y、大鼠源嗜铬细胞瘤细胞株PC12产生内质网应激继而发生细胞凋亡；SH-SY5Y细胞与PC12细胞的基础自噬水平不同；寡聚Aβ25-35分别引起SH-SY5Y细胞及PC12细胞产生自噬，SH-SY5Y细胞产生保护性自噬抵抗寡聚Aβ25-35的神经毒性，PC12细胞产生自噬增加寡聚Aβ25-35的神经毒性。第二，尼古丁可以诱导SH-SY5Y细胞的保护性自噬，其机制是通过活化α7 nAChR，增强MAPK 通路中ERK 通路，增加p-ERK 的磷酸化水平，从而诱导保护性自噬，进而减少Aβ的神经毒性，三型PI3K复合体beclin-1的siRNA和3MA均可以抑制该作用；甲基牛扁亭碱（MLA）通过mTOR通路抑制PC12细胞的自噬，拮抗Aβ的细胞毒性。第三，稳定转染APPswa的AD细胞模型20E2存在明显的线粒体形态、功能和蛋白水平的损伤；20E2的线粒体自噬明显增强，多种线粒体自噬相关调节蛋白表达明显增加，且与线粒体存在明显的共定位；20E2的线粒体分裂融合相关蛋白表达均存在明显下调，存在线粒体动力学功能障碍；AD细胞模型的线粒体自噬和线粒体动力学异常受到AMPK信号的调节。第四，AD患者血样和AD细胞模型中ARRB1和ARRB2的表达均显著下降；ARRB1/2参与Aβ对细胞神经毒性的机制；ARRB1 通过参与自噬体合并溶酶体的过程从而参与调节Aβ的神经毒性；ARRB1/2通过α7nAchR参与调节Aβ的神经毒性。本研究的结果提示α7 nAChR介导的自噬和线粒体自噬参与了AD的发病机制，针对α7 nAChR的治疗研究，将有助于寻找治疗AD的新方法，具有重要的理论意义和应用价值。