藁本内酯通过调节脑血管内皮细胞GLUT1改善痴呆动物血脑屏障Aβ转运及清除的机制研究

The glucose transporter GLUT1 at the blood-brain barrier (BBB) mediates glucose transport into the brain. Alzheimer’s disease is characterized by early reductions in glucose transport associated with dysfunction of brain microvascular endothelial cells (BMEC) and diminished GLUT1 expression at the BBB. A reduction of LRP-1 expression and an overexpression of RAGE in BMEC result in Aβ accumulation and aggregation. There is still no effective drugs to prevent Aβ from accumulation. So clearing Aβ by targeting GLUT1 in BMEC becomes popular. Our preceding research found that Dangdui-Shaoyao-San could decrease the content of Aβ in the brain and improve the memory impairment induced by the dysfunction of brain vascular, which is associated with its effective component, Ligustilide. Our study aims to investigate the effects of Ligustilide on Aβ transport and clearance via regulating GLUT1 in the BMEC of AD Models. APP/PS1 transgenic mice, SAMP8 mice and BMEC treated with Aβ1-42 models were employed in this study. Combined with molecular docking, we explore the mechanism of Ligustilide on AD in vivo and in vitro and provide some evidences of traditional Chinese medicine in the treatment of AD.

血脑屏障表面葡萄糖转运蛋白1（GLUT1）调节葡萄糖转运入脑。阿尔茨海默病（AD）有着早期葡萄糖转运水平下降现象，伴随着脑血管内皮损伤，血脑屏障表面GLUT1表达下降。病人脑微血管内皮细胞膜上介导β淀粉样蛋白（Aβ）转运的LRP-l表达降低及RAGE表达增加，导致血脑屏障Aβ转运机制异常，从而发生Aβ沉积。临床尚无能有效抑制Aβ沉积的方法，而靶向血管内皮细胞GLUT1清除Aβ则成为新的研究热点。前期研究发现当归芍药散能减少动物脑内Aβ含量，改善血管损伤造成的记忆障碍，这可能与其中有效成分藁本内酯有关。本课题从藁本内酯调节脑血管内皮细胞GLUT1，改善痴呆动物血脑屏障Aβ转运及清除的机制入手，用APP/PS1转基因小鼠、SAMP8快速老化小鼠及Aβ1-42损伤脑微血管内皮细胞模型，结合分子对接方法，分别从体内和体外实验探讨藁本内酯作用于AD的机制，为中医药治疗AD药物研发进行有益的探索与尝试。

阿尔茨海默病（AD）是成因复杂的疾病，β淀粉样蛋白异常聚集是AD的重要病理因素。藁本内酯与AD关系尤为密切，藁本内酯通过调节脑血管内皮细胞GLUT1改善痴呆动物血脑屏障Aβ转运及清除，从而减少神经炎症、氧化应激的水平。其为中医药治疗AD药物研发进行有益的探索与尝试。 .项目选择藁本内酯（LIG）, 同时采用APP/PS1双转基因模型小鼠和SAMP8快速老化小鼠，研究了藁本内酯对AD模型小鼠的空间学习记忆能力的影响，对 APP/PS1 双转基因小鼠不同脑区（海马和前额皮质）Aβ代谢通路相关蛋白表达的影响以及神经炎症、氧化应激、细胞凋亡的影响；同时采用小鼠脑血管内皮细胞（BMEC），Aβ诱导细胞损伤造模，观察了藁本内酯对正常及Aβ损伤细胞GLUT1、RAGE、LRP1含量、内分泌功能的影响；采用分子对接技术研究了藁本内酯对GLUT1蛋白的结合能力。.藁本内酯能够改善AD模型小鼠的空间学习记忆的能力，同时增加APP/PS1 双转基因小鼠不同脑区（海马和前额皮质）Aβ代谢，增加与Aβ代谢通路相关蛋白ADAM10、NEP、IDE、SAPP-α、LRP1、GLUT1的表达，降低与Aβ代谢通路相关蛋白BACE1、RAGE蛋白的表达,上调神经突触功能相关蛋白（NGF、SYN、PSD93、PSD95 和 BDNF） 的表达，减少炎症介质IL-1β 、IL-6、NF-ΚB 和 NLRP3的生成，并能改善小鼠脑内的氧化应激状态和减少小鼠脑内的细胞凋亡。藁本内酯（LIG）对Aβ诱导的细胞损伤有保护作用，可通过调节脑血管内皮细胞GLUT1，保护脑血管内皮细胞功能，增加RAGE/LRP-1 受体系统介导的Aβ清除，有效地减少Aβ 的沉积造成的细胞毒性。本项目是从动物和细胞两个层次探讨藁本内酯作用于AD的机制，为中医药治疗AD 药物的研发进行有益的探索与尝试，并为当归芍药散治疗AD 的物质基础提供进一步的实验依据，以冀为传统中药复方的药效物质基础研究积累经验。