阿尔茨海默病生物标志物的筛选及其功能研究

This study is firstly to screen the proteins expressed differently in the serum & CSF of Alzerimer's disease (AD)by proteome microarrays.Then,2-3 novel-specific protein biomarkers of AD will be got from the protein candidate through analyzing their levels in the specimen of all kinds of AD patients as well as other neurotics by small chip or western blot.One or two of the validated biomarkers wil be further converted to the western bolt-based assay to demonstrate their utility for early diagnosis,one or two will be used to identify or analyze the treatment effect of AD.Morever, we will utilize the current methods/technologies to study the functions of the biomarkers ,including screening and identifying differential proteins,protein-protein interactions,protein subcellular localization, and bioinformatics etc, which could further enhance our reaserch from pathology aspect.

本研究拟利用人类基因组高通量蛋白芯片技术初筛并分析阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）患者血清、脑脊液差异表达蛋白，并利用低密度蛋白芯片、western blot方法对AD各期、治疗前后、各型痴呆、其他神经变性疾病进行大样本验证，拟最终筛选出2-3个AD诊治特异的蛋白标志物，预计其中1-2个对AD临床前期、轻度认知障碍期具有早期诊断价值，1-2个对AD的鉴别诊断、疗效评价或预后具有重要价值，从而为AD的早期筛选、诊断与治疗提供依据。通过分析上述蛋白标志物的结构、亚细胞及组织定位，筛选鉴定与标志物相互作用的蛋白质，并系统研究其对Aβ、BACE1、tau蛋白表达及学习记忆能力的影响，从而初步阐明上述AD蛋白标志物的生物学功能，为AD形成、病程进展机制的研究提供下游靶标，为AD治疗靶向药物的研发提供靶点。

阿尔茨海默病生物标志物筛选及功能研究（No.81472007）中文摘要.本研究首先以同龄健康人群血清为对照，分别以高通量蛋白芯片法、Q.Exactive质谱法检测了阿尔茨海默病（AD）患者血清中差异表达蛋白，芯片法筛选得到13个AD差异表达蛋白，其中8个尚未见报道，质谱法筛选得到68个AD差异表达蛋白，其中差异表达大于1.5倍的共13个，低于1.5倍的共55个。以AD患者血清、APP/PS1小鼠脑组织为样本，对部分差异表达蛋白进行了验证，发现AD患者血清中ADH1B显著低于健康对照人群及帕金森病（PD）患者，且其在APP/PS1小鼠海马组织中随增龄而表达下降，APP/PS1小鼠海马组织中IDE表达水平随小鼠增龄而升高，研究结果提示：ADH1B、ADH4、ADH5、IDE均可能在AD诊断及病程监测中具有重要作用。.本研究以Aβ42诱导的SH-SY5Y细胞作为AD模型细胞，对AD差异表达蛋白“乙醇脱氢酶1B同工酶”（ADH1B）进行了功能研究，发现Aβ42可诱导ADH1B低表达，而ADH1B低表达则显著升高细胞凋亡率、降低细胞生长增殖能力，进而通过在AD模型细胞中转染ADH1B慢病毒载体发现，下调ADH1B则凋亡相关蛋白Cas-3、Bax显著升高，活性氧（ROS）水平亦显著升高，而上调ADH1B则上述结果相反；且发现ADH1B shRNA转染组细胞p75NTR显著上调，过表达ADH1B细胞组p75NTR显著下调。上述结果提示：AD疾病进程中ADH1B下调通过上调凋亡相关蛋白Cas-3和Bax、抑制p75NTR-JNK-p53信号通路、上调ROS水平而促进了AD神经元凋亡。.本研究以western Blot、免疫组化技术检测了4、10、18月龄APP/PS1小鼠脑组织胰岛素降解酶（IDE）的表达与分布，同时以硫磺素T染色技术检测Aβ42分布特征，发现IDE在AD小鼠脑组织中随龄表达升高，各月龄AD小鼠脑组织中IDE水平均高于同龄同窝对照小鼠，10月龄AD小鼠脑组织中IDE呈斑块状，18月龄AD小鼠脑组织中IDE呈条索装，Aβ42水平与此类似，且其分布特点与区域与IDE一致。对AD小鼠认知水平与IDE关系分析发现，AD小鼠逃避潜伏期与其脑组织中IDE水平呈明显正相关，上述结果提示：IDE有可能成为AD病程监控的潜在标志物。