趋化因子样受体1在阿尔茨海默病发生中的作用及机制研究

Alzheimer’s disease (AD) is a severe neurodegenerative disease of the central nervous system, of which the pathogenesis is not very clear. Our previous experiment found that Chemokine-like receptor 1 (CMKLR1) is a functional receptor for Aβ. CMKLR1 activation can induce the endocytosis of Aβ from primary cultured microglia, astrocytes and neurons and can also reduce the tau phosphorylation in neurons. Therefore, we propose that CMKLR1 plays a key role in the occurrence and development of AD: Microglia and astrocytes activated in AD brain, and the pro-inflammatory factors released by activated microglia or astrocytes induce the accumulation of Aβ and tau hyperphosphorylation in neurons. Activated microglia or astrocytes also release chemerin, which reduces the production of Aβ and tau phosphorylation by activating CMKLR1 on neurons directly, or on microglia indirectly. In addition, increased CMKLR1 expressed on microglia, astrocytes or neurons induced the endocytosis and clearence of Aβ. Based on our previous work, two AD mouse model with CMKLR1 deficiency will be established in here to verify that if CMKLR1 is involved in the occurrence and development of AD, if CMKLR1 participates in the reduction of Aβ accumulation and tau hyperphosphorylation. Finally, the mechanism of role of CMKLR1 will be further explored in vitro by using the primary cell culture system.

目前，阿尔茨海默病（AD）发病机制尚不完全清楚。我们前期实验首次发现趋化因子样受体1（CMKLR1）是Aβ的功能性受体，其激活能增加小胶质细胞，星形胶质细胞及神经元对Aβ的吞噬，降低Tau蛋白的磷酸化。因此，我们提出“CMKLR1是参与AD发生发展的重要调节分子”假说：一些刺激因素诱导小胶质细胞激活其释放的炎症因子作用神经元导致Aβ沉积及Tau磷酸化；同时释放Chemerin直接作用神经元，或作用小胶质细胞产生某种因子作用神经元，降低神经元内Aβ产生及Tau磷酸化；小胶质细胞激活还导致CMKLR1增加，使小胶质细胞向Aβ聚集并吞噬Aβ；星形胶质细胞及神经元上的CMKLR1也参与Aβ的吞噬和降解。本项目在前期工作基础上，采用转基因小鼠及STZ侧脑室注射建立两种AD模型，通过CMKLR1基因缺失和配体激活探究CMKLR1是否参与AD的发生和发展；最后，采用原代细胞验证CMKLR1作用机制。

阿尔茨海默症（Alzheimer’s disease, AD）是一种进行性发展的中枢神经系统退行性疾病，临床主要表现为认知和记忆功能不断恶化，日常生活能力逐渐减退，并伴有各种神经和精神症状。AD的主要病理特征为脑内神经细胞外β-淀粉样蛋白（Aβ）聚集的老年斑（senile plaques, SPs）和细胞内Tau蛋白异常聚集形成的神经纤维缠结（neurofibrillary tangles, NFTs），并伴有各种炎症反应。到目前为止，AD的发病机制尚不明确，也没有能够治愈AD的有效药物和方法。我们前期实验发现趋化因子样受体1(CMKLR1)是Aβ的一个功能性受体。CMKLR1不仅表达在小胶质细胞膜表面，在星形胶质细胞及神经元上也有表达。CMKLR1激活增加了胶质细胞及神经元对Aβ的吞噬。因此我们提出假说“CMKLR1是参与AD发生发展的重要分子”。本项目首先建立了两种CMKLR1基因缺失的AD小鼠模型：CMKLR1基因敲除小鼠与APP/PS1转基因AD小鼠杂交的模型，和采用CMKLR1基因敲除小鼠建立侧脑室注射STZ的AD模型。我们发现CMKLR1缺失显著增加了APP/PS1小鼠脑内Aß斑块的含量。然而，有趣的是，CMKLR1缺失却显著降低了APP/PS1小鼠的死亡率，并显著改善了APP/PS1小鼠和STZ注射的AD模型小鼠的认知障碍。进一步实验发现，CMKLR1缺失能够缓解这两种模型小鼠脑内tau的过度磷酸化。通过机制研究，即原代培养的神经元及神经细胞，我们发现CMKLR1是通过参与tau传播（Tau seeding）调节tau的磷酸化及病理进程。这些结果提示，通过调节CMKLR1对tau seeding的调节，调控AD的病理进程。因此，我们的研究结果为AD的预防及治疗提供了新的具有创新性的潜在靶点。