山茱萸环烯醚萜苷对蛋白磷酸酶2A催化亚基翻译后修饰的调节机制及在拮抗Tau蛋白过度磷酸化中的作用

A down-regulation of protein phosphatase 2A (PP2A), the major tau phosphatase in human brain, contributes to tau hyperphosphorylation and neurodegeneration in Alzheimer's disease (AD). Abnormal post-translational modification of PP2A catalytic C subunit (PP2Ac) is reported to reduce PP2A activity. Previous studies in our laboratory indicated that Cornel iridoid glycoside (CIG), the main component extracted from Cornus of?cinalis, attenuates tau hyperphosphorylation by increasing PP2A activity. However, the pharmacological mechanism of CIG remains unclear. The hypothesis of our project is that CIG may activate PP2A activity to attenuate tau hyper-phosphorylation by regulating post-translational modification of PP2Ac. The main contents in our study includes (1) to investigate the drug target and mechanism of CIG on regulating phosphorylation and methylation of PP2Ac by GSK-3β transfected N2a neuroblastoma cells and siRNA technology; (2) to investigate the in vivo effect of CIG on post-translational modification of PP2Ac and the mechanism of CIG on tau dephosphorylation by using MAPT*P301L transgenic mice and PP2Ac conditional knock-out mice. This project may provide a new strategy and potential effective targets for AD drug therapy.

蛋白磷酸酶2A（PP2A）是脑内调节tau蛋白去磷酸化的主要蛋白磷酸酶，PP2A活性降低可能是导致AD脑中tau过度磷酸化、神经元丢失和死亡的主要原因。山茱萸环烯醚萜苷（CIG）是我们从山茱萸中提取的主要有效部位，前期研究首次发现，CIG能够明显拮抗tau蛋白过度磷酸化，提高PP2A活性，但是其确切的作用机制尚不清楚。本项目的科学假说是：CIG可能通过调节PP2Ac翻译后修饰，促进脑内PP2A激活，抑制tau蛋白过度磷酸化。主要研究内容为：（1）应用GSK-3β转染细胞模型，结合siRNA技术，进行CIG对PP2Ac磷酸化和甲基化修饰调节的机制研究及药物靶标研究。（2）应用MAPT*P301L转基因致tau过度磷酸化小鼠模型，结合PP2Ac条件敲除小鼠，进行CIG在体内对PP2Ac翻译后修饰的影响及拮抗tau蛋白过度磷酸化的机制研究。本项目将为AD的药物研究提供新的策略和潜在治疗靶点。

蛋白磷酸酶2A（PP2A）是脑内调节tau蛋白去磷酸化的主要蛋白磷酸酶，PP2A活性降低可能是导致AD脑内tau蛋白过度磷酸化、神经元丢失和死亡的主要原因。山茱萸环烯醚萜苷CIG是本课题组从中药山茱萸中提取的有效部位。前期实验结果表明CIG能够明显提高PP2A活性，拮抗tau蛋白异常过度磷酸化。本项目进一步明确CIG调节PP2A催化亚基C（PP2Ac）翻译后修饰及其调节蛋白的影响，进一步阐明CIG调节PP2A活性的分子机制。.实验结果显示：CIG一方面通过直接调节PP2A催化亚基C的翻译后修饰而提高PP2A活性,从而拮抗tau蛋白异常过度磷酸化; 另一方面增加PP2A内源激活因子PTPA表达，直接增高PP2A的活性。CIG能够增高甲基化调节酶LCMT-1的表达,降低甲基酯酶PME-1的表达而增加PP2Ac甲基化; 增加蛋白酪氨酸磷酸酯酶PTP-1B，抑制Src活性而降低PP2Ac的磷酸化；CIG能够通过调节GSK-3β和PP2A通路的交互作用，即调控PP2Ac的翻译后修饰而抑制GSK-3β活性，从而抑制tau蛋白磷酸化。.并且证明CIG可以通过降低tau蛋白的过度磷酸化及病理性tau蛋白的聚集而保护微管和突触的功能，改善脑萎缩及神经元的存活，进而抑制rTg4510转基因小鼠的认知功能障碍。.本项目为CIG治疗AD的转化研究提供理论数据支持，促进思吉胶囊（CIG）新药转化，并且为AD的药物研究提供策略和潜在作用靶点；