阿爾茲海默癥簡析

李夢(mèng)潔

(北京市海淀外國語實(shí)驗(yàn)學(xué)校 北京 100095)

一、背景

阿爾茲海默癥最早由德國精神科醫(yī)師及神經(jīng)病理學(xué)家愛羅斯·阿爾茨海默于1906年描述記錄，之后以他的名字命名此類病癥。它是一種不可逆的慢性進(jìn)行性中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性導(dǎo)致的癡呆，是老年性癡呆的最常見病因。多發(fā)生于老年或老年前期，85歲以上發(fā)病率最高，女性多于男性，北方多于南方，農(nóng)村多于城市。阿爾茲海默癥以癡呆為主要表現(xiàn)，病程不等，平均為7年，多死于并發(fā)癥。2016年世界上有4000萬人患有阿爾茲海默癥，中國有1000萬人，平均每年增長30萬，預(yù)計(jì)到2050年世界上將有1億5000萬人，中國將有3000萬人[1]。阿爾茲海默癥的發(fā)病機(jī)制有以下幾種，Aβ毒性學(xué)說（老年斑）、TAU蛋白代謝異常（NFTS）、神經(jīng)炎癥學(xué)說、心腦級(jí)聯(lián)學(xué)說、膽堿能缺乏及興奮性氨基酸毒性等[2]。

Aβ蛋白是由APP蛋白被相應(yīng)的蛋白酶剪切而產(chǎn)生，Aβ蛋白可通過胞吐由細(xì)胞內(nèi)釋放，在細(xì)胞質(zhì)中積累。Aβ蛋白可被溶酶體消滅，但隨著年齡的增長，溶酶體膜的通透性改變，使Aβ蛋白更易流出，導(dǎo)致Aβ蛋白累積。同時(shí)，溶酶體內(nèi)的酶活性也會(huì)減低，導(dǎo)致溶解效率降低，使Aβ蛋白累積。Aβ蛋白的累積會(huì)導(dǎo)致高爾基體囊泡增加，使樹突腫脹而變短，阻礙了神經(jīng)遞質(zhì)的傳遞[3]。

二、甘丙肽對(duì)神經(jīng)元的保護(hù)作用

甘丙肽可以保護(hù)Aβ蛋白對(duì)細(xì)胞的損傷，利用顯微注射的手段向細(xì)胞內(nèi)注射Aβ1-42的多肽、Aβ42-1的多肽和Aβ1-42的cDNA，通過注射DTR檢測(cè)細(xì)胞被注射的情況并用TUNEL追蹤該細(xì)胞的死亡情況。為了檢測(cè)DTR對(duì)細(xì)胞是否具有毒性，并通過注射DTR，發(fā)現(xiàn)DTR對(duì)細(xì)胞基本無影響，進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)被注射Aβ1-42的多肽的細(xì)胞和Aβ1-42的cDNA的細(xì)胞的死亡率增多，而Aβ42-1的多肽對(duì)細(xì)胞基本無影響。說明導(dǎo)致細(xì)胞死亡的主要原因是Aβ1-42的累積。再向加入Aβ1-42的細(xì)胞中加入甘丙肽，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞死亡率降低了，同時(shí)加入甘丙肽和galantide（甘丙肽的受體抑制劑）發(fā)現(xiàn)細(xì)胞死亡率無明顯變化，說明甘丙肽可以降低細(xì)胞的死亡率（如圖1）[4]。

圖1 甘丙肽可保護(hù)神經(jīng)元死亡

研究表明，細(xì)胞內(nèi)有三個(gè)甘丙肽受體R1、R2及R3，其中R2和R3在細(xì)胞中表達(dá)更多一些。向加入Aβ1-42的細(xì)胞中分別加入R1、R2及R3的特異性抗體，發(fā)現(xiàn)三者的抗體對(duì)細(xì)胞死亡無影響，再分別加入甘丙肽，發(fā)現(xiàn)此時(shí)加入R2抗體組細(xì)胞的死亡率沒有降低，說明主要是R2受體在發(fā)揮主要作用（如圖2）[4]。

圖2 甘丙肽可通過相應(yīng)的受體發(fā)揮作用

為了進(jìn)一步揭示甘丙肽降低細(xì)胞死亡率的原因，根據(jù)研究表明，在細(xì)胞凋亡過程中主要是Bax主要發(fā)揮作用，分別向Bax（2D2）、Bax（6A7）中加入Aβ1-42、Aβ1-42和甘丙肽、Aβ1-42和甘丙肽和甘丙肽受體抑制劑，發(fā)現(xiàn)甘丙肽可以顯著降低Bax（2D2）、Bax（6A7）的含量，說明甘丙肽通過抑制細(xì)胞凋亡發(fā)揮作用（如圖3）[4]。

甘丙肽降低Bax表達(dá)有兩種可能，一種可能是降低了Bax的表達(dá)量，亦或是Bax的降解更多了。通過觀察啟動(dòng)子的變化，發(fā)現(xiàn)加入甘丙肽后Bax啟動(dòng)子的活性降低了，所以Bax的表達(dá)降低，再加入與Bax無關(guān)的啟動(dòng)子，發(fā)現(xiàn)Bax的表達(dá)也降低，說明Bax降解的也多了（如圖3）[4]。

圖3 甘丙肽提高Bax的降解水平

以上實(shí)驗(yàn)共同表明，甘丙肽可以通過降低Bax的表達(dá)量來降低細(xì)胞凋亡，從而降低由于Aβ蛋白累積促使細(xì)胞死亡的死亡率。

三、嗎啡對(duì)神經(jīng)元的保護(hù)作用

嗎啡可以保護(hù)Aβ蛋白對(duì)細(xì)胞的損傷，利用顯微注射的手段向細(xì)胞內(nèi)注射Aβ1-42的同時(shí)并注射嗎啡，發(fā)現(xiàn)嗎啡可以降低細(xì)胞的死亡率，分別加入不同濃度的嗎啡，發(fā)現(xiàn)嗎啡在0.5-5 μmol/L都可以有效降低死亡率，其中1μmol/L效果最好。分別注射EM-1（嗎啡的代謝產(chǎn)物）及EM-2（嗎啡的代謝產(chǎn)物），對(duì)細(xì)胞死亡無影響，再分別注射Aβ1-42，發(fā)現(xiàn)都可以降低細(xì)胞的死亡率。直接將嗎啡、EM-1及EM -2加入到小鼠腦內(nèi)，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞死亡率降低了。用EGFP染色，發(fā)現(xiàn)加入Aβ1-42和嗎啡后的Bax含量比對(duì)照組的含量低。除此之外，加入嗎啡后也可以明顯的提高由于Aβ造成的神經(jīng)功能的衰退（如圖4）[5]。

進(jìn)一步探究嗎啡對(duì)神經(jīng)元的保護(hù)機(jī)制，發(fā)現(xiàn)嗎啡中有三種受體，加入三種受體MOR、DOR及KOR的抑制劑后發(fā)現(xiàn)嗎啡作用效果降低了，說明是嗎啡受體起主要作用，再分別加入三種受體的特異性抑制劑，發(fā)現(xiàn)MOR受體對(duì)嗎啡影響最大。進(jìn)一步通過加入干擾RNA確定了嗎啡的MOR受體發(fā)揮主要作用。除此之外，雌性激素受體也可對(duì)神經(jīng)元有保護(hù)作用，加入雌性激素的同時(shí)加入嗎啡，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞的死亡率沒有降低，此時(shí)嗎啡喪失了保護(hù)作用（如圖4）[5]。

雌性激素受體發(fā)揮作用的機(jī)制是怎樣的，有研究表明，雌激素能激活雌激素受體，加入嗎啡后活化的雌激素含量升高說明嗎啡可以增加雌激素的表達(dá)。那么，嗎啡又是如何增加雌激素的含量呢，研究表明，雌激素含量與P450有關(guān)，同時(shí)加入P450-RNAi（P450抑制劑）、Aβ及嗎啡，發(fā)現(xiàn)細(xì)胞死亡率沒有降低，說明P450確實(shí)參與該過程，并且加入嗎啡后P450含量升高，以上結(jié)果說明嗎啡可以通過增加P450的含量，從而增加雌激素的含量，進(jìn)而活化雌激素受體，從而發(fā)揮保護(hù)神經(jīng)元的作用（如圖4）[5]。

圖4 嗎啡可通過促進(jìn)雌激素的釋放保護(hù)神經(jīng)元

四、討論

阿爾茲海默癥是多發(fā)于老年的一種神經(jīng)系統(tǒng)病，目前可以通過藥物緩解，但不能根治。隨著老齡化越來越嚴(yán)重，阿爾茲海默癥也會(huì)越來越多，因此，治療阿爾茲海默癥很重要。本研究通過查閱文獻(xiàn)的方式發(fā)現(xiàn)甘丙肽和嗎啡都可以通過不同的機(jī)制降低由于Aβ蛋白的累積造成的神經(jīng)元的死亡，從而減少阿爾茲海默癥發(fā)病率，是否可以利用甘丙肽或嗎啡作為藥物來治療阿爾茲海默癥呢，該假設(shè)的實(shí)現(xiàn)仍需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證。本研究將會(huì)對(duì)阿爾茲海默癥的治療提供些許建議。