【摘要】：阿茨海默癥(Alzheimer's disease, AD)的病理特征之一是患者腦部的老年斑(Senile plaque),其中包含淀粉樣蛋白斑、活化的星形膠質(zhì)細(xì)胞、激活的小膠質(zhì)細(xì)胞和大量營養(yǎng)不良的神經(jīng)元。淀粉樣蛋白Aβ的沉積形成淀粉樣蛋白斑,這種肽段是由其前體蛋白(amyloid precursor protein, APP)經(jīng)過β-和γ-secretase兩步依次剪切而成。BACE1是唯一在β-位點(diǎn)切割A(yù)PP的蛋白酶,它起始了Aβ的生成。增加BACE1的活性即會引起Aβ產(chǎn)量的增加,并最終導(dǎo)致AD病人腦中淀粉樣蛋白的沉積。因此,在AD患者中BACE1的活性為何會增加,又如何增加,一直是近年來比較熱門的研究課題。APP主要在神經(jīng)元中表達(dá),而人腦中Aβ的沉積與其軸突釋放高度相關(guān)。所以我們進(jìn)一步探討了BACE1的突觸定位是如何受到調(diào)節(jié)的。Reticulon3(RTN3)與BACE1相互作用,抑制其酶活性和對APP的剪切。這種調(diào)節(jié)功能的機(jī)制可能是1)：BACE1酶活性的發(fā)揮需要偏酸性的環(huán)境,而RTN3與BACE1相互作用后使得后者被滯留在內(nèi)質(zhì)網(wǎng)中,無法進(jìn)去pH相對偏低的細(xì)胞器如早期內(nèi)吞體,從而不能發(fā)揮其最大酶活性；2)：RTN3與BACE1的相互作用本身在空間阻礙了BACE1與APP的結(jié)合。在本研究中,我們對RNT3是否調(diào)節(jié)BACE1的突觸定位進(jìn)行研究,并且進(jìn)一步明確其發(fā)生機(jī)制。所以本研究的主要目的是：研究在神經(jīng)元中,BACE1在神經(jīng)元中的定位和轉(zhuǎn)運(yùn)方式。更重要的是,了解RTN3對于BACE1的軸突轉(zhuǎn)運(yùn)和APP剪切的影響。 我們的結(jié)果顯示BACE1不僅分布于晚期高爾基體、轉(zhuǎn)運(yùn)高爾基體和早期內(nèi)吞體,還存在于軸突和樹突中。我們發(fā)現(xiàn)BACE1與突觸前蛋白Synaptophysin存在共定位,提示BACE1定位于突觸。突觸位置的Ap過度釋放與淀粉樣蛋白沉積的增加有關(guān),所以我們還探討了BACE1在突觸位置的定位是否受到其負(fù)向調(diào)控蛋白reticulon3(RTN3)的調(diào)控。我們發(fā)現(xiàn)在原代培養(yǎng)神經(jīng)元中同時過表達(dá)RTN3與BACE1使得BACE1與Synaptophysin和PSD95的共定位下降,且這種下降是由于BACE1的順式軸突轉(zhuǎn)運(yùn)被RTN3的過表達(dá)抑制。我們的結(jié)果說明RTN3的水平可以影響B(tài)ACE1在軸突中的轉(zhuǎn)運(yùn),且調(diào)控BACE1的軸突轉(zhuǎn)運(yùn)可以減少Aβ的軸突末端釋放和淀粉樣蛋白沉積,因此或可成為阿茨海默癥的一條治療途徑。
[Abstract]:One of the pathological features of Alzheimer's disease (Alzheimer's disease, AD) is the Alzheimer's disease (Senile plaque), which contains amyloid plaques, activated astrocytes, activated microglia, and a large number of malnourished neurons. The deposition of amyloid protein A 尾 forms amyloid plaques, which are formed by the cleavage of the precursor protein (amyloid precursor protein, APP) through 尾-and 緯-secretase. BACE1 is the only protease that cleaves APP at the 尾-site. It initiated the formation of A 尾. Increasing the activity of BACE1 can increase the production of A 尾 and eventually lead to the deposition of starch protein in the brain of AD patients. Therefore, why the activity of BACE1 increases and how to increase in AD patients has been a hot research topic in recent years. App is mainly expressed in neurons, and the deposition of A 尾 in human brain is highly related to its axon release. Therefore, we further discussed how the synaptic localization of BACE1 is regulated. Reticulon3 (RTN3) interacts with BACE1 to inhibit its enzyme activity and shear to APP. The mechanism of this regulatory function may be 1): the activity of BACE1 requires an acidic environment, and the interaction between RTN3 and BACE1 makes the latter trapped in the endoplasmic reticulum and cannot enter organelles with relatively low pH, such as early endocytosis. Therefore, it can not give full play to its maximum enzyme activity. 2): the interaction between RTN3 and BACE1 hinders the combination of BACE1 and APP in space. In this study, we studied whether RNT3 regulated the synaptic localization of BACE1 and further clarified its mechanism. Therefore, the main purpose of this study is to study the localization and transport of BACE1 in neurons. More importantly, understand the effect of RTN3 on axonal transport and APP shear of BACE1. Our results show that BACE1 is not only distributed in the late Golgi apparatus, transport Golgi apparatus and early endocytosis, but also exists in axons and dendrites. We found that BACE1 was co-located with presynaptic protein Synaptophysin, suggesting that BACE1 was located in synapses. The over-release of Ap at synaptic position is related to the increase of amyloid deposition, so we also discussed whether the localization of BACE1 at synaptic position is regulated by its negative regulatory protein reticulon3 (RTN3). We found that the co-localization of BACE1, Synaptophysin and PSD95 was decreased by co-expression of RTN3 and BACE1 in primary cultured neurons, and this decrease was due to the inhibition of the over-expression of RTN3 on the cis-axon transport of BACE1. Our results suggest that the level of RTN3 can affect the transport of BACE1 in axons, and the regulation of axon transport of BACE1 can reduce the axon terminal release and amyloid deposition of A 尾, so it may be a therapeutic approach for Alzheimer's disease.
【學(xué)位授予單位】：中南大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R749.16

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號：2474983