miR29在铝引起脑内Aβ沉积过程中的作用机制研究

Aluminum is one of the commom neurotoxic materials. It can lead to the deposition of Aβ in animal's brain,which is early change of the senile plaques that is one of the pathology in the brain of AD .It is proved that miR29 could affect the producing of Aβ through BACE.To explore the mechanism of miR29 during the deposition of Aβ induced by aluminum,this study was divised.Animal models of Maltol aluminum were made by intraperitioneal injection, miR29a/b/c would be detected by qRT-PCR ,BACE, Aβ,NF-κB,c-myc would be detected simultaneously,then the role of miR29 would be defined by experiments in vitro in that miR29 mimics would be transfected into cells. Regulating mechanism of miR29 would be studied by intervention experiment of NF-κB,c-myc.Then the neurotoxic mechanism of aluminum would be perfected on the level of miRNA, a new ideas of prevention and treatment of aluminum intoxication would be raised, of which miRNA were taken advantage.

铝作为一种常见的神经毒物，可以引起脑内出现Aβ沉积（AD患者最主要病理改变之一老年斑的前期改变）。以往对其机制的研究多集中在铝对BACE等分泌酶的影响，近期研究发现在AD患者体内miR29可通过影响BACE参与老年斑的形成。为探索miR29在铝引起脑内Aβ沉积中作用，本课题通过建立麦芽酚铝动物模型，采用qRT-PCR观察miR29a/b/c的变化，并检测动物皮层海马Aβ,BACE, NF-κB,c-myc等Aβ生成过程中的调节因子。根据动物整体实验结果选择发生变化的miR29类型，采用脂质体转染技术将相应的miR29模拟物转染进入细胞进行干预研究，从而确定miR29在铝引起脑内Aβ沉积过程中的作用机制，并选择miR29可能的上游调节分子进行干预，初步探索其上游机制。从miRNA的水平进一步完善铝神经毒作用机制，为铝毒性从miRNA水平进行预防和治疗提供新的思路。

铝作为一种常见的神经毒物，可以引起脑内Aβ沉积。本研究通过动物和细胞实验来探讨miR29在铝引起脑内Aβ沉积过程中的作用机制。项目首先通过建立不同剂量的麦芽酚铝大鼠模型，检测其血铝和脑铝，并测定脑组织皮层和海马Aβ的沉积状况，各型miR29的水平及Aβ的沉积过程中其它调节分子BACE等的变化，选择可能参与铝导致Aβ沉积机制的miR29类型；随后，培养HEK293细胞系和原代神经细胞，根据体内实验结果将miR29a/b1 mimics和阴性对照mimics转染至细胞内并染铝，检测BACE等的变化，确定miR29在该过程中的机制；并根据体内结果实验，选择NF-κB抑制剂进行干预实验，初步探索其上游机制。项目研究结果显示铝可以在动物脑内蓄积（P<0.05），并引起miR29各型水平降低（P<0.05），BACE水平显著升高（P<0.05），Aβ含量显著增加（P<0.05），其中Aβ1-42含量增加（P<0.05），而Aβ1-40含量变化不明显（P>0.05），但统计分析发现在皮质和海马内仅miR29a，miR29b1与BACE有显著相关性（r=-0.987，-0.992，-0.963，-0.991，P<0.05），而其余各型miR29与BACE均无相关性，提示可能仅有miR29a/b1与BACE水平增高和Aβ的沉积相关；细胞转染实验结果显示，将miR29a或miR29b1转染进入HEK293细胞或原代神经细胞后，BACE基因及蛋白水平明显减低（P<0.05），蛋白水平降低更为明显，Aβ1-42含量也明显降低（P<0.05），进一步证实了铝可能通过降低miR29a/b1水平，因此miR29a/b1降解BACE基因或者抑制该基因翻译为蛋白的作用减低，从而引起BACE水平升高，最终导致Aβ在脑内沉积；干预实验结果显示，NF-κB抑制剂能够使铝引起的损伤明显降低，miR29a/b1明显回升（P<0.05），BACE水平显著降低（P<0.05），Aβ1-42的含量显著降低。综上所述，铝可能通过增高NF-κB，降低miR29a/b1，从而影响BACE水平，并最终导致Aβ在脑内沉积。该研究从miRNA的水平进一步明确了铝神经毒作用机制，为铝神经毒性预防和治疗提供了一定的理论依据。