囊泡谷氨酸转运体作为老年痴呆症药物新靶标的研究

谷氨酸能神经传递异常是老年痴呆症（AD）发病的关键环节，囊泡谷氨酸转运体（VGLUTs）的功能在于将囊泡外的谷氨酸转运进入囊泡内。我们前期研究已经初步证明VGLUT1作为防治AD药物新靶标是可能的。但是VGLUTs三个成员之间可能存在补偿作用，因此有必要同时研究这三个成员作为AD药物新靶标的可能性。本研究首先观察VGLUTs在过表达和抑制表达状态下，VGLUTs数量的变化对膜参数和钙流以及细胞结构的影响，揭示VGLUTs在认知功能中的具体作用；其次，观察AD动物模型SAMP8脑中VGLUTs和其相关分子的变化，研究VGLUTs在AD发病机制中的作用；最后，观察VGLUTs对防治AD药物的反应性，初步确定其成靶性。本项目的最终目标是揭示VGLUTs在学习记忆和AD发病机制中的作用，确定其是否能够成为防治AD药物的新靶标，为创制防治AD新药奠定基础。

为了揭示VGLUTs在学习记忆和AD发病机制中的作用，确定其是否能够成为防治AD药物的新靶标，为创制防治AD新药奠定基础，本项目首先研究了VGLUTs在正常对照小鼠SAMR1、AD动物模型小鼠SAMP8、不同学习记忆能力KM小鼠主管学习记忆能力的关键脑区海马和皮层中的mRNA和蛋白质表达量，并揭示了VGLUTs与学习记忆能力的相关性；其次，检测了SAMR1和SAMP8随增龄，其海马、皮层、下丘脑中兴奋性氨基酸和抑制性氨基酸的含量，观察了VGLUTs对认知功能紧密相关神经递质的影响；在此基础上，研究了VGLUT1过表达对Glu损伤细胞模型的功能影响，为VGLUTs的成靶性奠定了基础；最后，以VGLUTs成为防治AD药物新靶点的可能机制在于“Aβ调节VGLUTs转运Glu的功能”为工作假说，并对其进行了初步验证。结果表明：（1）VGLUT1、VGLUT2和Syp蛋白在AD动物模型小鼠SAMP8海马和皮层中的表达呈现增龄依赖性降低，而在KM小鼠中则呈学习记忆能力依赖性升高，而且VGLUT1、VGLUT2和Syp的蛋白表达与学习记忆能力呈正相关性。与SAMR1相比，兴奋性氨基酸Glu或Glu/Gln在SAMP8皮层、下丘脑中的含量升高，在SAMP8海马中先升高后降低。兴奋性氨基酸Asp含量在SAMP8皮层、海马中则降低。抑制性氨基酸GABA和Gly在SAMP8皮层中的含量升高。说明VGLUTs含量的多少是调节这些神经递质含量的重要环节之一。（2）VGLUT1过表达可对抗兴奋性谷氨酸毒性导致的细胞凋亡和胞内静息态钙离子浓度的升高，提示AD脑中VGLUTs的显著减少可能是兴奋性毒性产生的源头。（3）从大鼠海马和皮层组织中分离得到高纯度的突触囊泡研究表明，VGLUT1突触囊泡中含有APP，APP突触囊泡中含有VGLUT1， SV2突触囊泡中同时含有VGLUT1和APP，但VGLUT1、APP和SV2突触囊泡中则无高亲和力谷氨酸转运体EAAT1（GLAST）、EAAT2（GLT-1）、EAAT3（EAAC1）。说明VGLUT1和APP在突触囊泡存在共定位，APP及其代谢产物Aβ可能对VGLUT1摄取Glu进入突触囊泡的活性具有调节作用。这些研究结果初步表明，VGLUTs具有成为AD药物新靶标的潜力。