聚集素在阿尔茨海默病早期诊断中的应用及机制初探

The study will focus on the clusterin (CLU). We will evaluate the feasibility of plasma clusterin as the early biomarker of Alzheimer's disease (AD) via both population study and basic research. 150 amnestic mild cognitive impairment (aMCI) patients and 150 cognitively normal controls will be selected from an established cohort. Standardized clinical evaluation, neuropsychological assessment will be performed and their blood samples will be collected. Subjects will be longitudinally followed up annually for up to 3 years. The dynamic alteration of the plasma clusterin overtime will be characterized. In the in vitro basic research, the primary cultured hippocampal neurons will be treated by Aβ monomers and oligomers with or without PI3K specific antagonist wortmannin. After the assessment of clusterin and cell liability, the mechanism of up-regulation of clusterin by Aβ will be revealed. In the in vivo experiment, clusterin siRNA will be generated and administered to PS1/APP transgenic mice and wild type mice. After analysis of clusterin and Aβ, the causal relationship between clusterin and Aβ will be described. The prospective nature of the current study will provide most direct data for evaluation of clusterin as an early AD marker. In addition, the exploratory laboratory work is of great theoretical and practical importance to unravel the underlying mechanism of AD and AD-type MCI and to provide evidence for ideal treatment.

本研究围绕聚集素蛋白，从临床研究和基础实验评价血浆聚集素在阿尔茨海默病早期诊断中的价值。从前期队列研究中产生的病例中选取遗忘型轻度认知损害患者150例及认知正常老人150例，完成标准化信息采集、神经心理测验及血标本留取，纵向随访，定期检测血浆聚集素水平，揭示AD型MCI阶段聚集素动态演变规律；体外实验以Aβ单体及寡聚体对原代培养的海马神经元进行干预，观察Aβ对聚集素的上调作用。通过PI3K特异性抑制剂干预，探索Aβ对聚集素的上调机制；体内实验，合成聚集素小干扰RNA，分别干预PS1/APP转基因小鼠和野生型小鼠，观察Aβ与聚集素的后续改变，分析二者之间的因果关联。本研究的前瞻性设计可为聚集素作为AD早期诊断标志的评价提供最直接的证据；对于进一步探索AD发病机制、快速高效识别AD型MCI从而制定恰当的治疗方案有重要的理论及实践意义。

聚集素（Clusterin）与阿尔茨海默病的相关性近年来备受关注，前者可通过炎性机制、脂质调节、抑制神经元凋亡和促进神经发生等多种途径也参与致病。对其与Aβ 相互作用的研究已成为炙手可热的话题。基于前人研究，我们推论：Aβ 作为AD的主要致病元凶，能触发聚集素表达，聚集素作为Aβ应激蛋白，在AD的发病及进展过程中不断受Aβ刺激表达，并参与Aβ的聚集与清除。为验证这一假设，本研究分别从体内、外水平进行基础实验探索，并进一步在人群中进行验证。在原代培养海马神经元细胞中，Aβ1-42单体及寡聚体均能不同程度地上调原代神经元聚集素的mRNA和胞内蛋白水平的表达。通过观察APP/PSEN1 双转基因小鼠脑内Aβ的沉积及行为学表现，并分析其脑内及外周血中聚集素表达，发现APP/PSEN1小鼠的空间学习和记忆能力显著差于同龄WT小鼠，APP/PSEN1小鼠脑内Aβ及聚集素水平均随增龄而增高，均显著高于同龄野生型小鼠（p <0.05）。但外周血聚集素浓度与同龄野生型小鼠的无明显差异（p>0.05）。雄鼠外周血聚集素水平均明显高于同龄雌鼠（p<0.05）。结合细胞实验，在体验证了Aβ可促进胞内型聚集素的表达。最后，本研究收集76例认知障碍患者的脑脊液及外周血清，应用ELISA法测定脑脊液及血清中Aβ1-42 和聚集素水平，进行相关分析。另纳入125 例阿尔茨海默病、124 例遗忘型轻度认知损害及116 例认知正常者的临床资料及外周血，比较三组血清聚集素差异。发现认知障碍患者脑脊液Aβ1-42与聚集素呈正相关（p<0.05），但与外周血聚集素无关联。三组间血清clusterin水平无显著性差异。可见中枢聚集素与认知障碍有一定关联，但外周血聚集素尚不足以作为阿尔茨海默病的诊断标志物。