膳食维生素A通过调控补体C1q途径对β淀粉样变的作用及机制

Studies shown that complement C1q is highly expressed around Aβ plaque of brain and associated with expression and deposition of Aβ. Vitamin A by regulating complement C3 to influence nerve inflammation, but the exact mechanism is unclear..In this study, we used APP / PS1 transgenic mice of whether knockout C1q to study the effects of vitamin A on the amyloidosis through the regulation of complements C1q pathway and mechanism. Morris water maze test was used to analyze its spatial learning and memory ability. Immunohistochemically method was used to observation of Aβ deposition, microglia and astrocyte activation in brain tissue. Expression of complement C1q, C2, C3, C4 and C5 protein in brain tissue and serum was tested by immunofluorescence and ELISA. Vitamin A of serum was detected by HPLC. Real-time PCR and Western Blot were used to detect the expression of APP, BACE1 and PS1 genes related to Aβ and RARs and RXRs protein in brain tissue. From the molecular and the overall level, explore the role of micronutrient in the pathogenesis of Alzheimer's disease, as to prevent its occurrence and development to provide direct data and scientific basis.

研究表明补体C1q在脑组织Aβ斑块周围高表达，并与Aβ表达和沉积有关。维生素A通过调节补体C3来影响神经炎症反应，但其具体机制不清。本研究利用是否敲除补体C1q基因的APP/PS1转基因小鼠为研究对象，饲喂不同含量维生素A，观察膳食来源的维生素A通过调控补体C1q途径对β淀粉样变的作用及机制。采用Morris水迷宫分析其空间学习记忆能力；免疫组织化学方法观察脑组织Aβ沉积、小胶质细胞和星形胶质细胞活化程度；免疫荧光法和ELISA方法分析脑组织和血清中补体C1q、C2、C3、C4及C5蛋白表达；HPLC方法检测血清中维生素A含量；Real-time PCR和Western Blot方法检测脑组织Aβ相关的APP、BACE1和PS1基因和维生素A受体RARs和RXRs蛋白表达；从分子和整体水平，探索微量营养素在阿尔茨海默病发病机制中的作用，为预防其发生与发展提供直接数据和科学依据。

阿尔茨海默病（Alzheimer disease，AD）是一种发生于老年和老年前期的中枢神经系统退行性疾病。β类淀粉样蛋白（amyloid-β，Aβ）级联假说是其发病机制之一，该假说认为Aβ在脑内沉积是AD病理改变的中心环节，引发一系列病理反应，进一步促进Aβ沉积，形成一种级联式放大反应，导致神经元减少，递质异常，引发AD的发生。补体系统在神经元的发育过程中发挥突触修剪功能，也在形成AD脑内Aβ病理过程中发挥重要作用。膳食维生素A影响AD的发生发展，但其具体机制不清楚。本研究以Aβ病理性改变为基础，研究膳食维生素A调控补体C1q途径对AD的作用及机制。膳食维生素A对APP/PS1双转基因小鼠Morris 水迷宫和跳台实验显示，维生素A对小鼠学习记忆能力减退有明显改善作用，可以明显缩短小鼠水迷宫潜伏期延长小鼠跳台潜伏期和减少跳台错误次数。维生素A可以降低小鼠大脑内Aβ的表达，增加补体C1q和神经生长因子（NGF）的表达，降低5-羟色胺（5-HT）和脑源性神经营养因子（BDNF）的表达；维生素A可以增加APP/PS1双转基因小鼠优势菌群，增加shannon和ACE指数；降低Simpson和chao1指数；增加Lactobacillus菌属的丰度降低Alistipes菌属丰富度。维生素A可以下调APP/PS1双转基因小鼠大脑的小胶质细胞标志物CX3CR1的表达，同时影响大脑中Fam177a，Rcan3，Adgrg4，Fabp12，Fmr1nb，E330034G19Rik，Gm525，Gm7247和Tinag的表达，以及影响Chemokine signaling pathway和Cytokine-cytokine receptor interaction的信号通路相关基因的表达。膳食维生素A通过激活脑内固有免疫系统的补体C1q，活化小胶质细胞促进神经营养因子和神经递质的表达以及活化细胞因子及其受体信号途径降低β类淀粉样病理性沉积；同时改变肠道菌群的多样性，防止阿尔兹海默症的发生和发展。本研究探索微量营养素维生素A在阿尔茨海默病发病机制中的作用，为预防其发生与发展提供科学依据。