靶向ApoE的AD药物筛选及相关作用机制研究

Alzheimer's disease (AD) is major neurodegenerative disease that closely related to aging. Extracellular amyloid plaques and intracellular neurofibrillary tangles in the brain are pathologic hallmarks of AD. Currently, the drugs that have been approved for treatment of AD only temporary attenuate AD symptoms but do not block the disease progression. The ε4 allele of the apolipoprotein E (ApoE) gene is the strongest genetic risk factor for AD. Our previous studies have shown that upregulation of ApoE and its receptor in AD brain can promote Aβ clearance, improve cholesterol transport, protect synapses function and reduce inflammation. In the current proposal, we plan to use neuron/glia co-culture system, apoE-targeted replacement (TR) mice, AD mice model to target ApoE and its receptors for AD drug screening and validation. We will screen for chemical compounds that can reduce AD-related pathology in animal models with the eventual goal to prevent or cure AD. The underlying mechanisms of the lead compounds will also be studied in order to fuither understand the roles of ApoE in the pathogenesis of AD. The current research will provide theoretical basis and drug screening model for the treatment and prevention of AD based on ApoE.

阿尔茨海默病（AD）是一种与年龄密切相关的神经退行性疾病, 主要病理特征为脑神经细胞外出现β-淀粉样蛋白（Aβ）聚集的老年斑和脑神经细胞内Tau蛋白异常聚集形成的神经纤维缠结。目前，已获准上市用于治疗AD的药物只能短暂缓解AD的症状但却不能阻断AD发病进程。载脂蛋白E(ApoE)的等位基因ε4 是与AD发病最相关的风险因子。我们前期研究表明，增加AD大脑ApoE及其受体表达水平会促进大脑Aβ清除，提高胆固醇的运输，保护突触和防止炎症反应。本课题我们将应用神经元/神经胶质细胞共培养系统、不同基因亚型ApoE定位替换 (TR)小鼠、AD模型小鼠，以ApoE及其受体作为AD治疗药物筛选靶点，创立治疗AD药物筛选模型；筛选出可用于治疗和预防AD的新药物并阐明其作用机理；在研究药物作用机理过程中进一步阐明ApoE的生理功能及其在AD发病过程中的作用。为治疗和预防AD提供理论基础及药物筛选模型。

阿尔茨海默病（AD）是一种与年龄密切相关的神经退行性疾病, 主要病理特征为脑神经细胞外出现β-淀粉样蛋白（Aβ）聚集的老年斑和脑神经细胞内Tau蛋白异常聚集形成的神经纤维缠结。载脂蛋白E(ApoE)的等位基因ε4 是与AD发病最相关的风险因子。研究发现，增加AD大脑ApoE及其受体表达水平会促进大脑Aβ清除，提高胆固醇的运输，保护突触和防止炎症反应；核受体RXR的激动剂（Bexarotene）和LXRs激动剂可促进ApoE的表达并增加其脂化程度，并依赖ApoE途径加速了可溶性Aβ的清除并改善了小鼠AD的症状。这些研究表明，提高ApoE的表达水平与脂化程度可以有效促进Aβ清除，减少AD模型小鼠淀粉样斑形成并改善小鼠AD相关症状。我们的研究内容包括：采用永生化的ApoE3，ApoE4定位替换的鼠源星型胶质细胞作为筛选细胞系，从天然化合物中筛选能增加ApoE及其受体表达/分泌的化合物；阐明化合物对ApoE蛋白水平及Aβ的代谢、聚集和沉积的作用机制；在AD小鼠体内验证所筛选化合物治疗效果及作用机制。. 我们发现了槲皮素、木犀草苷和表没食子儿茶素没食子酸酯可通过不同分子机制升高apoE的水平。槲皮素通过抑制apoE的降解从而升高apoE的蛋白水平，并影响了Aβ内吞，动物实验也同样显示了槲皮素可升高AD小鼠大脑皮层中apoE蛋白水平，降低不溶性Aβ水平及Aβ斑块的数量；同时还发现在AD小鼠模型中槲皮素可显著降低ApoE的毒性降解片段，从而降低ApoE代谢过程产生的毒性。研究论文《Quercetin stabilizes apolipoprotein E and reduces brain Aβ levels in amyloidmodel mice》 发表在神经药理学权威杂志《neuropharmcology》。木犀草苷一方面通过促进apoE的聚集，抑制apoE的降解，升高apoE的蛋白水平；另一方面可通过LXR/RXR途径增加apoE的表达和分泌,降低AD小鼠大脑皮层中不溶性Aβ水平及Aβ斑块的数量。我们的结果提示，改变apoE蛋白水平的小分子化合物或可用于AD的治疗，为临床上以apoE为靶点的药物治疗和筛选提供了理论依据，所筛选到的3个化合物经进一步进行安全性评价及临床试验后可作为治疗AD的候选药物。