目的 研究 AD 患者脑内淀粉样前体蛋白切割异常以及 DS 患者脑内淀粉样前体蛋白(APP)异常增多所导致 的神经元内体功能及 NGF 逆向运输异常的机制。
方法 我们利用 Ts65Dn 转基因鼠模型、PC12M 细胞系 以及大鼠原代 BFCNs 培养进行 APP 对内体功能的影响 的研究,在过表达 APP 及其不同代谢片段的 PC12M 中观察 NGF 诱导的细胞分化及神经突生长,并利用量子点荧光标记单分子生物素化 NGF,用活细胞影像技术动 态追踪 NGF 信号在大鼠原代 BFCNs 轴突中的逆向运输。
结果 我们发现,在 DS 小鼠模型-Ts65Dn 的基底前脑组织培养的原代 BFCNs 内,Rab5 阳性早期内体的数量及体积均明显增加。为进一步了解过多的 APP 和/或其 C 末端片段(CTFs)是如何在细胞及分子水平上导致 Rab5 的异常,我们检测了不同结构的 APP 及其 CTFs 对早期 内体的影响。
我们发现无论是 PC12M 细胞还是大鼠原 代 BFCNs,当细胞过度表达野生型全长 APP,APP 突 变体或者 APP b-CTF,均可导致Rab5 的活性增加以及早期内体的异常增大,这一改变致使 PC12M 细胞在使用神经生长因子刺激后,细胞分化受到影响,同时,我们发现在过度表达 APP b-CTF 的原代 BFCNs 中,NGF信号的逆向轴突运输受损,神经元胞体萎缩。
进一步研究,在应用了 Rab5 显性负性突变体-Rab5S34N 后,NGF 信号在这些过度表达 APP 或其 b-CTF 的细胞中传导异常被显著改善。
结论 我们的实验结果提供了强有力的证据证实,细胞内过多的 APP 及其 b-CTF 与 Rab5 的异常激活相关,从而影响 NGF 信号在细胞内的转导和运输,导致 BFCNs 的变性及萎缩。
