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摘要背景：阿尔茨海默症（Alzheimer’sdisease，AD）是老年人中最常见的一种神经退行性疾病。细胞内磷酸化的Tau聚集形成的神经原纤维缠结（Neurofibrillarytangles，NFTs）以及细胞外Aβ沉积形成的老年斑（Senileplagues，SPs）是其公认的两大神经病理变化。Tau蛋白在生理状态下与微管结合维持微管正常功能。而AD中，过度磷酸化的Tau丧失与微管结合能力，发生聚集最终导致神经元死亡。Tau的聚集和清除受到多种翻译后修饰调控，其中泛素化修饰是Tau进入降解系统的关键，磷酸化的Tau可以通过泛素化进入蛋白酶体和溶酶体中进行降解。泛素化修饰过程是可逆的，可以被去泛素化酶（Deubiquitinases，DUBs）逆转。泛素特异性蛋白酶10（Ubiquitin-specificprotease10，USP10）被发现是一个高度保守的去泛素化酶，在脑中广泛表达，但其是否参与调控Tau聚集以及是否参与AD发病仍不清楚。<br>　　目的：明确USP10参与AD发病，阐明USP10去泛素化Tau促进Tau聚集导致神经元退变的分子机制，为AD的发病提供新线索，为临床药物开发提供新靶标。<br>　　方法：查找GEO数据库，分析AD患者测序数据中USP10基因表达水平；使用免疫荧光（Immunofluorescence，IF）和免疫印迹（Westernblotting，WB）实验检测AD人脑以及APP/PS1和P301S小鼠海马中USP10的表达分布水平；N2a细胞中过表达Tau或使用Aβ42寡聚体（Aβ42oligomers，Aβo）处理，WB检测USP10水平；Aβo或AAV-USP10处理原代神经元，WB和组化染色检测USP10、Tau5、pS199、AT8、p-AMPK(Thr172)、AMPK、Tau-泛素化（Tau-ubi）和USP10-Tau结合水平，以及检测0.1%Triton可溶与不可溶组分中Tau5和p-Tau水平；使用放线菌酮（Cycloheximide，CHX）和WB检测不同时间点Tau5水平；SH-SY5Y和N2a细胞转染USP10过表达或敲减质粒，WB检测USP10、Tau5、p-Tau以及Tau-ubi水平；采用免疫共沉淀、质谱和荧光共定位分析，检测USP10和Tau相互结合；进行分子对接预测USP10-Tau结合位点，合成小分子干扰肽，通过体外试管实验检测小分子肽竞争结合USP10的能力；使用FITC标签标记肽段进行免疫荧光染色，明确多肽被神经元摄取；CCK8实验检测多肽对神经元毒性；HEK293Tau细胞中过表达USP10同时孵育多肽，确定最佳给药方式；原代神经元中过表达USP10或Aβo处理后给与多肽孵育，WB检测Tau5以及p-Tau水平；在整体动物水平，小鼠海马定位注射AAV-USP10病毒，行为学实验评估小鼠情绪以及认知功能；采用高尔基染色、电生理以及WB评估小鼠突触功能；WB和免疫荧光光染色检测p-Tau和Aβ水平。<br>　　结果：1.AD数据集GSE5281中，海马区USP10基因表达上升。USP10在AD人脑，APP/PS1小鼠以及Aβo处理的N2a细胞中水平升高，而P301S小鼠以及过表达Tau的N2a细胞中没有明显改变；2.原代神经元中，Aβo使USP10-Tau结合水平显著增强，Tau-ubi水平降低；3.WB和CHX处理结果显示：过表达USP10导致Tau5和p-Tau水平增高，Tau降解速率减缓，引起Tau聚集；4.质谱、免疫共沉淀和免疫荧光检测显示：Tau与USP10相互结合。分子对接实验显示USP10与Tau存在高亲和力。WB和CCK8实验显示：小分子干扰肽阻碍USP10-Tau结合，且无细胞毒性；5.设计合成包含Tau在结合区域发生泛素化修饰位点的多肽片段并发现：孵育307-326K+341-378K多肽逆转由USP10过表达以及Aβo引起的p-Tau增加以及Tau-ubi降低；6.动物实验显示，过表达USP10不影响小鼠焦虑水平，但小鼠认知能力明显降低。高尔基染色、电生理实验以及免疫印迹检测显示小鼠突触功能受损。免疫印迹以及荧光染色显示Tau5以及p-Tau的水平明显上升，Aβ聚集。<br>　　结论：AD进程中，Aβ上调USP10，一方面促进Tau去泛素化，使得Tau逃逸降解系统的降解；另一方面，亦引起Tau过度磷酸化，共同促进Tau的聚集，导致认知功能损伤。相反，抑制Tau-USP10结合则可逆转Tau相关病理改变。本研究为AD的发病机制提供了新线索，为AD防治提供了新靶标。