R-9-(4氟苯基)-3-甲基-10,10,-二氢-6氢-苯并吡喃抗阿尔茨海默病的作用机制研究

The pathogenesis of Alzheimer’s disease (AD) is complex, and the types and efficacy of drugs for treatment of AD are very limited, thus researches at home and abord are all focusing on looking for new targets as well as new drugs to prevent and treat AD. Our group has designed and synthesized a novel compound named (R)-9-(4-fluorophenyl)-3-methyl-10,10a-dihydro-6H-benzo[c]chromen-6-one (FMDB) for the first time. The previous study has showed that FMDB improve Aβ1-42-induced cytotoxicity and memory deficits, has significant estrogen-like activity, can combine with estrogen receptor beta (ERβ) and reverse Aβ1-42-induced ERβ downregulation. It is worth mentioning that FMDB may produce the effects of treating AD through the regulation of the ERβ. In this study, the experiments both in vivo and in vitro used TgAPP/PS1 mice and ERβ knockout mice will be carried out to explore the underlying mechanisms of FMDB affected the apoptosis, neurogeneses and hippocampal synaptic plasticity through ERβ in AD. This study will lay the foundation for exploring the pathophysiological mechanisms of AD and discovering new drugs for treatment of AD.

阿尔茨海默病（AD）发病机制复杂，临床上治疗药物种类和疗效有限，发掘防治AD的新药物是国内外研究热点。本课题组首次设计合成新型三环苯并吡喃化合物——R-9-(4氟苯基)-3-甲基-10,10,-二氢-6氢-苯并吡喃（FMDB）。前期研究发现FMDB能明显改善β-淀粉样蛋白（Aβ）诱导的细胞损伤和小鼠记忆损害，具有明显的雌激素样活性，并能与ERβ结合，上调Aβ抑制的ERβ表达，提示FMDB可能通过调节ERβ发挥抗AD作用。由于FMDB抗AD作用机制不明，本项目拟采用双转基因（TgAPP/PS1）AD 动物模型和体外培养细胞模型，更利用ERβ基因敲除小鼠，确证FMDB通过ERβ介导的信号影响细胞凋亡、神经再生和海马突触可塑性而发挥抗AD的作用机制。为AD病理生理机制研究和抗AD新药研究奠定基础。

阿尔茨海默病(AD)，是以认知障碍和记忆能力减退为主要临床特征的中枢神经系统退行性疾病。目前其治疗药物仅能暂时缓解症状，不能阻止疾病发展进程，不良反应较大。因此发掘防治AD的新药物是目前国内外研究热点，也是当今医药领域亟待破解的难题。本课题组在植物雌激素异黄酮结构基础上首次设计合成一种新型的三环苯并吡喃化合物——R-9-(4氟苯基)-3-甲基-10,10,-二氢-6氢-苯并吡喃（FMDB）。前期研究发现FMDB具有明显的雌激素样活性，能显著改善β-淀粉样蛋白（Aβ）诱导的细胞损伤和小鼠学习记忆损伤，并且FMDB可上调Aβ抑制的海马ERβ表达，对ERα无影响，但其作用机理尚不清楚。本项目研究采用体外培养细胞模型和双转基因AD动物模型，给予不同剂量的FMDB后，采用MTT和LDH法检测细胞毒性和活力，采用多种动物行为学方法（如Morris水迷宫、新物体识别、旷场试验）检测小鼠学习记忆功能，采用TUNEL法和Western blot法检测神经细胞凋亡情况，采用免疫荧光法检测新生神经细胞的数量及其分化情况，采用Western blot法检测雌激素受体、PI3K/Akt-CREB和CBP/p300-CREB信号通路相关蛋白的表达水平。结果发现新型化合物FMDB显著抑制细胞毒性，增加细胞活力，改善APP/PS1双转基因小鼠的学习认知功能障碍，减少神经细胞凋亡并促进神经再生。机制研究发现，FMDB可通过激动细胞膜和细胞核ERβ，再分别激活PI3K/Akt-CREB和CBP/p300-CREB信号通路，进而增加脑源性神经营养因子BDNF的蛋白表达水平，从而发挥抗APP/PS1小鼠学习认知功能障碍的作用。为了确证FMDB的分子靶点，采用脑立体定位技术将LV-ERβ-shRNA慢病毒载体注射至APP/PS1双转基因小鼠脑海马区，构建ERβ基因敲减的APP/PS1小鼠模型。结果发现FMDB对该小鼠模型学习认知功能、脑海马区神经细胞凋亡、神经再生和相关信号通路蛋白表达均无显著影响。本项目研究表明FMDB通过激活细胞膜ERβ介导的PI3K/Akt-CREB-BDNF和细胞核ERβ介导的CBP/P300-CREB-BDNF信号，抑制神经细胞凋亡，促进神经细胞再生，从而改善APP/PS1转基因小鼠学习记忆功能。该研究结果为抗AD新药研发奠定实验基础。