基于阿莫地喹为探针的AD中小胶质细胞TREM2表达调控机制研究

In the pathological process of Alzheimer’s disease (AD), it remains conflicted issue whether the role of microglia is protective (for example, by removing neurotoxic protein aggregates) or injurious (by activating inflammation to damage nearby neurons). Recent studies have shown that phagocytosis in microglia that highly express triggering receptor expressed on myeloid cells 2 (TREM2), a phagocytic receptor expressed on microglia membrane, do not lead to inflammation activation, and deficiency of TREM2 function or expression is closely related to the occurrence and development of AD, revealing promoting TREM2 expression as an efficient approach for AD therapy. However, the expression regulation mechanism of TREM2 in microglia remains elusive. In our preliminary experiment, we have found that amodiaquine (AQ) regulates microglia function to improve cognitive dysfunction of AD model mice, specifically through promoting TREM2 expression. Therefore, in this project, we plan to explore the expression regulation mechanism of TREM2 in microglia through activity-based protein profiling (ABPP) approach by using AQ as a probe, providing important target information for the design of anti-AD drug lead compounds with new pharmacological mechanism. It is believed that implementation of this project should be of both theoretical significance and practical value.

阿尔兹海默症(AD)病理过程中，小胶质细胞既可吞噬神经毒性物质保护神经元，其吞噬过程又会激活炎症损伤附近的神经细胞。髓细胞表面触发受体2(TREM2)是小胶质细胞膜上的吞噬受体，最新研究发现，高表达TREM2的小胶质细胞吞噬过程不会激活炎症。临床研究显示，TREM2功能或表达缺陷与AD发生发展关系密切，表明上调TREM2表达可能是治疗AD的有效途径。但是小胶质细胞中TREM2的表达机制依然不清楚，是目前急需解决的关键科学问题。我们前期的研究结果发现阿莫地喹(AQ)可特异性地通过促进原代小胶质细胞中TREM2表达，调控小胶质细胞功能，改善AD模型小鼠的认知障碍。鉴于此，本项目将基于AQ为探针，采用活性的蛋白质谱学研究方法，探索小胶质细胞中TREM2表达的信号转导调控通路，项目取得的研究成果将为设计具有新作用机制的抗AD药物先导化合物提供重要的靶标信息。本项目实施具有重要的理论意义和实用价值。

阿尔兹海默症(AD)是一种神经退行性疾病，造成了极大的社会负担，目前无有效治疗手段。小胶质细胞是大脑中的巨噬细胞，激活小胶质细胞功能，可促进小胶质细胞对于大脑中神经毒性物质的吞噬，但会引发炎症。最新研究表明，细胞膜上高表达TREM2的小胶质细胞可加速吞噬神经毒性物质而不引发炎症，因此，促进小胶质细胞中TREM2表达是治疗AD的潜在方案，然而，TREM2上游的表达调控通路并不清晰。本项目前期研究发现，抗疟药物阿莫地喹可特异性促进小胶质细胞中TREM2表达，调控小胶质细胞功能，改善AD模型小鼠症状，因此，申请人拟利用阿莫地喹作为探针探索小胶质细胞中TREM2表达调控通路，为新型抗AD药物先导化合物提供重要的靶标信息。在项目执行过程中，申请人在细胞水平和动物水平验证了阿莫地喹的药学活性，发现阿莫地喹可促进小鼠BV2小胶质细胞中TREM2表达，促进BV2细胞对于淀粉样蛋白的吞噬，发挥神经保护作用。在动物水平，利用新物体识别、水迷宫和旷场实验，申请人确认了阿莫地喹可改善APP/PS1 AD模型小鼠的认知障碍和抑郁情况。为了阐明阿莫地喹的分子作用机制，申请人设计并合成了阿莫地喹的分子探针，利用基于活性的蛋白质谱学方法，在BV2细胞中筛选了阿莫地喹的蛋白靶点。基于靶点信息、文献调研和抑制剂、过表达、敲除等实验，申请人确定GMPS是阿莫地喹发挥抗AD作用的关键蛋白靶点。最后，申请人利用生物化学方法，验证了阿莫地喹与GMPS的直接相互作用。因此，本项目得到结论，阿莫地喹通过与GMPS直接结合，促进小胶质细胞中TREM2表达，调控小胶质细胞功能，发挥改善AD模型小鼠病理学症状的作用。以上项目内容将为类似的药理学研究提供有益思路，为设计基于TREM2通路的抗AD药物先导化合物提供关键靶点信息。