Retromer蛋白转运体在蝎毒耐热肽抗阿尔茨海默病机制中的作用

Retromer complex mediated retrieval of protein has been linked to Alzheimer‘s disease (AD). Retromer-related defects reduce trafficking of APP out of endosomes and caused an elevation in Aβ levels. It can also affect the recycling efficiency of phagocytic receptor in microglia, reducing their phagocytic ability. Therefore, enhancing retromer function might be a new therapeutic target for AD. Scorpion venom heat-resistant peptide (SVHRP), extracted and purified from the scorpion venom of Buthus martensi Karsch, has neuroprotective and neurotrophic effects and can improve the learning and memory functions of AD model mice. Based on the previous studies, this project aims to investigate the effect of SVHRP in APP/PS1 mice at cellular/molecular and in vivo levels on ① retromer-associated APP transportation and processing in neurons; ②the retromer-dependent receptor recycling and phagocytosis of microglia; ③ the cognitive function of APP/PS1 transgenic mice and APP metabolism and compare with the AD mice with reduced retromer complex Vps35. The study is to clarify the mechanisms underlying the effect of SVHRP on reducing Aβ deposition and improving cognitive function through enhancement of retromer-dependeng protein transportation, providing new targets for AD drug development.

Retromer复合体介导的蛋白转运与阿尔茨海默病（AD）密切相关。retromer下调可阻断APP从内体向高尔基体转运，增加APP剪切，产生更多Aβ；可影响小胶质细胞吞噬受体转运，降低吞噬能力。因此增加retromer表达可作为治疗AD的靶点。我们前期研究发现蝎毒耐热肽（SVHRP）有神经保护及营养作用，能增加小胶质细胞retromer表达，改善AD鼠认知功能。本课题在此基础上利用APP/PS1鼠，从细胞分子和整体水平研究①SVHRP对神经元retromer转运APP及剪切途径的影响；②SVHRP对小胶质细胞retromer依赖的吞噬受体回收及吞噬功能的影响；③SVHRP对AD模型鼠认知功能及APP代谢的影响，并和下调retromer核心元件Vps35表达的AD鼠相比较。阐明SVHRP通过增强retromer依赖的蛋白转运，减少Aβ沉积，改善认知功能的分子机制，为AD药物研发提供新靶标。

阿尔茨海默病（Alzheimer's disease, AD）是一种以认知功能障碍为主要症状的神经退行性疾病，目前仍没有很好的治疗药物，寻找及开发新型的能够有效治疗AD的药物迫在眉睫。研究报道，Retromer复合体介导的蛋白转运与AD密切相关，retromer下调可阻断APP从内体向高尔基体转运，增加APP剪切，产生更多Aβ；可影响小胶质细胞吞噬受体转运，降低吞噬能力，因此增加retromer表达可作为治疗AD的靶点。蝎毒耐热肽（Scorpion Venom Heat-Resistant Peptide，SVHRP）为我们实验室从东亚钳蝎提取的具有神经保护作用的专利药物，本课题首先在线虫及动物水平，观察了SVHRP对AD的治疗作用，而后通过体内体外实验，对SVHRP的作用机制进行了深入研究，发现SVHRP通过增加小胶质细胞retromer表达，可改善AD鼠认知功能障碍。具体结果如下：SVHRP能够减轻秀丽线虫CL4176 Aβ快速表达引起的进行性麻痹；SVHRP能够减少转基因秀丽线虫Aβ低聚物及β淀粉样蛋白沉积的形成；SVHRP下调秀丽线虫CL4176体内活性氧的产生；SVHRP能够改善CL2355神经元Aβ表达引起的趋化行为异常；SVHRP能够改善APP/PS1鼠空间学习记忆能力；SVHRP降低APP/PS1鼠脑内Aβ沉积；SVHRP没有影响脑内APP的剪切；SVHRP能够增强APP/PS1转基因小鼠脑内小胶质细胞对Aβ的吞噬能力；SVHRP对体外原代培养小胶质细胞吞噬功能的影响；SVHRP没有影响体外培养小胶质细胞表面吞噬受体CD36表达水平；SVHRP对小胶质细胞吞噬受体CD36胞内循环及回收的影响；SVHRP增强retromer相关蛋白表达。通过研究得出如下结论：SVHRP能够减轻转基因秀丽线虫Aβ1-42表达导致的麻痹以及化学趋化性行为损伤，其机制可能与SVHRP抑制Aβ低聚体及斑块沉积的形成，降低转基因秀丽线虫体内生物体内活性氧生成有关。SVHRP能够增强retromer依赖的胞内运输功能，减少脑内Aβ斑块沉积，提高AD模型小鼠学习记忆能力。以上结果表明，SVHRP或许是一种新的更加安全与有效的治疗AD的药物，能够为AD的药物治疗提供新的选择。目前SVHRP已经纯化成单体，并已人工合成，专利药物已转化，一旦投放市场将产生可观的经济效益。