脉络丛血管HtrA2硝基化修饰参与AD病理机制研究及药物调控

Alzheimer’s Disease is a neurodegenerative disorder characterized with the key pathogenic factor Amyloid-β accumulation. Multiple lines of evidence suggest that cerebral choroid plexus dysfunction contributes to failure of Aβ clearance and ultimate disease escalation, which raises a question how to regulate and maintain the choroid plexus physiological function. Here we focus on Aβ-induced choroid plexus vascular dysfunction and underlying mechanism，which，in turn，impair the choroid plexus activity and augment AD progression. The present study demonstrate that Aβ-induced injury in choroid plexus vessel contributes to the choroid plexus nitrosative damage in AD pathology, which is mediated by the nitration of HtrA2 in vascular endothelial cells. Regulation of endothelial HtrA2 signaling in choroid plexus counteracts the cerebral choroid plexus dysfunction and dementia mitigation in AD pathology. These findings shed a new light on the downstream mechanism responsible for Aβ-induced choroid plexus dysfunction and raised a possibility that targeting HtrA2 signaling-mediated vascular dysfunction for AD treatment.

脉络丛损伤导致Aβ清除代谢障碍、神经生长因子分泌和中枢免疫调节失衡，是触发和恶化阿尔茨海默症（Alzheimer’s Disease，AD）的重要病理事件。如何调控脉络丛稳态是AD治疗的潜在重要突破口之一。我们前期发现AD模型小鼠脉络丛出现Aβ堆积与脉络丛微血管损伤密切相关。本项目将围绕AD病理进程中脉络丛微血管损伤的潜在分子机制及其对脉络丛稳态调控依次展开：(1) 考察AD进程中脉络丛损伤的变化规律，揭示脉络丛微血管损伤是介导脉络丛功能异常的重要病理因素；(2) 考察脉络丛血管损伤过程中HtrA2关联信号变化规律及其与硝化应激的内在转导机制，揭示AD病理进程中脉络丛损伤的重要触发环节及调控模式；(3) 探讨以脉络丛微血管HtrA2硝基化修饰为靶点的调控干预对脉络丛功能稳态及AD病理进程的改善作用。可望为研发AD防治药物提供新的研究思路和潜在“靶标”分子。

阿尔茨海默症（Alzheimer’s Disease，AD）是一类以Aβ淀粉样蛋白沉积为病理特征的神经退行性疾病，患者表现为记忆与认知功能障碍，语言功能丧失等渐进性痴呆。大脑脉络丛病变损伤导致清除代谢障碍、神经生长因子分泌和中枢免疫调节失衡，是触发和恶化AD的重要病理事件。如何调控脉络丛稳态是AD研究的潜在重要突破口。本项目以脉络丛血管损伤为切入点，运用动物和细胞病理模型并结合多种生物分子技术手段及脉络丛成像等技术，围绕AD病理进程中脉络丛损伤的变化规律及其内在调控机制而展开研究论证。结果表明：随着AD病理进程，APP/PS1转基因小鼠的侧脑室脉络丛出现形态结构紊乱，抗衰老蛋白Klotho表达降低。同时，作为脉络丛功能重要支撑的脉络丛血管出现大量Aβ阳性堆积并伴有血管基底膜增厚，提示脉络丛功能紊乱可能与血管损伤导致营养物质交换障碍有关。AD小鼠神经组织中出现炎症因子IL-1β增加、GFAP阳性星形胶质细胞聚集提示神经炎症关联信号激活，从而加剧AD病理进程。为了进一步探讨Aβ导致脉络丛血管损伤的信号转导机制，本研究考察了AD模型小鼠脉络丛的硝化应激损伤关联信号。结果表明在细胞凋亡损伤信号caspase7激活过程中，硝化应激反应标志物3-nitrotyrosine（3-NT）和HtrA2信号呈现时间依赖性增加。结合体外脉络丛血管内皮细胞实验结果进一步表明HtrA2信号激活参与了Aβ堆积导致的脉络丛硝化应激损伤，并与HtrA2发生酪氨酸硝基化修饰密切相关。缓解脉络丛HtrA2硝化应激损伤对AD小鼠的认知记忆功能障碍有明显的改善作用。.综上所述，本项目探讨了AD病理损伤事件中脉络丛血管硝化应激损伤与HtrA2关联信号模块的内在分子调控机制及其对脉络丛稳态功能的调控规律，可望为探索AD防治药物的有效“靶标”分子提供新思路，也为开发脉络丛保护药物、防治AD等神经退行性疾病奠定研究基础，具有重要的学术价值和研究意义。