维生素A调控PI3K/AKT信号通路影响β淀粉样蛋白生成和沉积的作用研究

Down syndrome (DS) patients not only show mental retardation, but also reveal age-related neurodegeneration. However, the mechanism has not been elucidated. Previous work from out group have demonstrated a significant decrease of serum Vitamin A (VA) in DS patients, accompanied by decreased RARα expression. Moreover, VA regulation of PI3K/Akt signaling pathway is mediated by RARα, which is involved in Amyloid β peptide (Aβ) generation and blood brain barrier (BBB) integrity maintenance. Therefore, based on the preliminary data, we plan to overexpress and knockdown RARα, or antagonize and stimulate PI3K in either DS mouse or cultured hippocampal neurons from VA-deficient and VA-supplemented DS mouse. We hypothesize that RA regulates ADAM10 expression through PI3K/Akt pathway to affect Aβ generation. In addition, RA could activate GSK-3β and BAD to maintain BBB integrity, and further alleviate Aβ precipitation in the brain. This work could provide a new perspective for neurodegeneration disease study, and theoretical basis for later intervention study.

唐氏综合征（Down syndrome，DS）患儿不仅有精神发育迟滞，而且呈现与年龄相关的神经退行性病变。目前对其机制缺乏认识。本课题组前期研究发现DS患儿血浆维生素A（Vitamin A, VA）水平明显降低，RARα表达水平明显降低，且VA可通过RARα调控PI3K/AKT信号通路。而PI3K/AKT信号通路参与Aβ的产生和血脑屏障完整性的维持。因此，我们在前期工作基础上，拟利用VA缺乏和VA补充的DS模型鼠并通过体外培养其海马神经元，利用过表达和沉默RARɑ，阻断和激动PI3K的手段，从体内体外两方面论证RA通过PI3K/Akt一方面调节ADAM10表达，进而影响Aβ生成；另一方面活化GSK-3β、BAD,参与维持血脑屏障紧密连接的完整性，进而减少Aβ入脑沉积。为DS神经退行性病变的认识提供新的视角，并为后续的干预实验打下基础。

唐氏综合征（Down Syndrome, DS）患儿不仅有认知障碍，还有年龄相关的神经退行性病变。我们前期的临床试验发现患儿血维生素A（Vitamin A, VA）及其核受体RARα表达水平降低，而β淀粉样蛋白（Amyloid β peptide, Aβ）水平升高；参与Aβ代谢的ADAM10与RARα表达水平正相关。我们前期的研究还证实RARα能影响PI3K/Akt信号通路相关分子表达。本课题在上述基础上，进一步深入探讨VA对Aβ产生和入脑沉积导致DS神经退行性变的可能机制，并取得以下发现：.1.实验动物建系成功.2.VAD可导致Ts65Dn学习记忆功能明显受损.（1）行为学测试：各组比较，Ts65Dn组小鼠记忆功能明显受损。.（2）电生理实验：从趋势来看，Ts65Dn+VAD组小鼠的海马LTP诱导 fFPSP波形斜率在四组中最低。.3.VA可通过RARα激活PI3K/Akt信号通路影响血脑屏障紧密连接蛋白的表达，可能是参与DS神经系统退行性变的机制.（1）转录水平：两种小鼠VAD组与VAN组相比，VAD组RARα（P＜0.01）、GSK3β（P＜0.05）、Claudin-5（P＜0.01）、Occludin（P＜0.001）、ZO-2（P＜0.05）表达明显降低；VA水平和DS状态对RARα（P=0.009）、GSK-3β（P=0.026）、Occludin（P＜0.001）的表达有交互作用。.（2）翻译水平：Ts65Dn+VAD组RARα表达显著低于Ts65Dn+VAN组（P＜0.01），VA影响RARα表达（P=0.0076）； Ts65Dn+VAD组GSK-3β表达低于Ts65Dn+VAN组(p<0.05)，VA水平和DS状态交互影响GSK-3β（p=0.0098, p= 0.0080）；Ctl+VAD组较Ctl+VAN组Occludin表达水平降低（p<0.05），VA水平和DS状态交互影响Occludin（p=0.007, p= 0.0211）；Ctl+VAD组ZO-2表达显显著低于Ts65Dn+VAD（P＜0.01），VA水平和DS状态交互影响ZO-2（P=0.0151）;Ts65Dn+VAD组Claudin5表达明显降低(p<0.05),VA营养水平对其有显著影响（p=0.0054）。