CysLT1R在阿尔茨海默病中的作用及机制研究

So far, no breakthrough has been made in the discovery of anti-Alzheimer's disease drugs. Exploring the new molecular target is the primary task for developing this class of novel drug. Our previous study found that the central cysteinyl leukotriene receptor 1(CysLT1R )might play an important role in Alzheimer's disease (AD). In this project, hippocampal CysLT1R will be knocked down or overexpressed via micro-injecting the lentiviral vector encoding the shRNA or RNA for CysLT1R gene into the hippocampus in TgAPP/PS1 mice aged 5 or 9 months, and from two aspects of positive and negative regulation, the role of CysLT1R will be investigated in the pathogenesis of brain amyloid-β deposition, Tau hyperphosphorylation and neuroinflammation. Morever, CysLT1R antagonist or agonist will be administered, and CysLT1R gene will be knocked out in TgAPP/PS1 mice to further confirm its role in AD. Then in vitro study will be conducted to explore the postreceptor signal transduction in the pathogenesis regulated by CysLT1R. This study will prove from mutiple angles that CysLT1R is a novel target for the prevention and treatment of AD, and subsequently lay the foundation for development of the new anti-AD drug targeting CysLT1R.

抗阿尔茨海默病（AD）新药研究至今未获得突破的主要原因是未确立优质新靶点，发掘新的分子靶点是该领域新药研究的首要任务。我们前期研究发现，中枢半胱氨酰白三烯受体1（CysLT1R）可能在AD形成中具有重要作用。本研究以CysLT1R为核心，分别采用5月龄和9月龄双转基因AD模型鼠, 脑海马区注射RNA干扰慢病毒载体、基因过表达慢病毒载体，以敲减、过表达此脑区CysLT1R，从正反两方面研究中枢CysLT1R在AD病理生理过程如β淀粉样蛋白沉积、Tau蛋白过磷酸化和神经炎症中的作用，并使用CysLT1R拮抗剂和激动剂以及敲除CysLT1R基因进一步确证，进而在细胞水平探讨CysLT1R调控这些病理过程的受体后信号转导机制。从多层面证明CysLT1R是防治AD的一个新靶点，为基于CysLT1R防治AD的新药研究奠定基础。

阿尔茨海默病(AD)是一种严重的智力致残症。全球大约有五千万患者，且以每三秒新增一例的速度增加。目前临床使用的治疗药物仅能缓解症状，不能阻止AD的发展进程,且不良反应大。当前抗AD新药研究停滞不前，其主要原因是没有找到更安全有效的优质靶点。因此寻找防治AD新靶点是抗AD 新药研究的首要任务。本研究内容主要包括：研究CysLT1R敲除/海马敲减/阻断、海马过表达/激动对AD记忆功能及病理形成的影响；研究CysLT1R调控Aβ生成、Tau 蛋白磷酸化和小胶质细胞活化的信号转导机制。实验结果显示，下调CysLT1R（基因敲除、海马mRNA敲减和药理学阻断）改善6月龄工作记忆损害和10月龄AD小鼠空间和工作记忆损害，增强海马突触可塑性；抑制β分泌酶（BACE1）表达、减少海马Aβ生成和老年斑形成；抑制Tau蛋白磷酸化和海马神经炎症反应，但不影响γ分泌酶和Aβ降解酶的活性。下调CysLT1R还能降低AD小鼠海马犬尿氨酸酶活性和喹啉酸水平，抑制NR2B表达，但不影响海马NR2A表达。海马CysLT1R过表达或腹腔注射CysLT1R激动剂加重6月龄AD 小鼠学习记忆损害、海马突触可塑性损伤，促进小胶质细胞活化以及Aβ生成，但对10月龄AD小鼠无明显影响。体外研究结果发现，激动CysLT1R促进受体内移、进入细胞核，并促进NF­κBp65入核，在细胞核中CysLT1R可与NF­κBp65结合；CysLT1R拮抗剂普仑斯特、受体内移辅助因子clathrin siRNA、β-arrestin-3 siRNA以及核定位序列NLS多肽不仅可阻止CysLT1R内移、入核和NF­κBp65核转位，而且能抑制神经元生成Aβ、BACE1表达和Tau 磷酸化以及小胶质细胞生成TNFα、IL-1β和IL-6，但Rab-5 siRNA对这些指标无明显影响。综合这些研究结果，CysLT1R通过 clathrin、β-arrestin-3介导的受体内移，促进 NF­κBp65核转位。NF­κBp65入核后一方面启动BACE1基因表达，使Aβ生成增加；另一方面启动TNFα、IL-1β和IL-6基因表达。本项目从 DNA、RNA 和蛋白质三个水平、上调和下调两个方面、发病早期和发病晚期两个阶段以及离体细胞实验证明 CysLT1R 是防治 AD 的新靶点，CysLT1R拮抗剂是防治AD的候选药物。