軸突生長抑制因子重組疫苗對阿爾茨海默癥APP-PS1轉基因模型小鼠的預防.pdf

1、阿爾茨海默癥(Alzheimer’s disease；AD)又名老年癡呆癥是引發(fā)癡呆的最常見疾病。表現(xiàn)為記憶、智力、判斷能力、情感障礙和行為失常甚至發(fā)生意識模糊等,其顯著的病理學特征是腦內(nèi)出現(xiàn)老年斑、神經(jīng)元纖維纏結、和神經(jīng)元和突觸丟失。隨著人口老齡化的加重阿爾茨海默癥越來越受到人們的重視。其發(fā)病機制尚為數(shù)個假說,其中淀粉樣前體蛋白(Amyloid precursor protein；APP)水解產(chǎn)物Amyloidβ(Aβ)蛋白為阿爾茨海

2、默癥發(fā)病首要原因的假說占主導地位。目前的藥物治療只能減輕患者癥狀并不能對AD起到根本性治療作用。免疫治療主要集中針對Aβ蛋白,雖然腦膜腦炎副作用的產(chǎn)生成為了Aβ疫苗進入臨床的阻礙,但疫苗可降低病人腦內(nèi)老年斑改善病人學習記憶異常的事實是人們看到了免疫治療治愈AD疾病的希望。軸突生長抑制蛋白(neurite outgrowth inhibitors；NOIs)一類以抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后軸突再生為主要功能的蛋白。Tenascin-R(TN-

3、R)、Tenascin-C(TN-C)、髓鞘相關糖蛋白(myelin-associated glycoprotein,MAG)、少突膠質細胞-髓鞘相關糖蛋白(oligodendrocyte-myelin glycoprotein；OMGP)、Nogo、受體樣蛋白酪氨酸磷酸酶β(Thereceptor-type protein tyrosine phosphataseβ；RPTPβ)均為軸突生長抑制因子成員。NOIs主要聚集于中樞神經(jīng)元的

4、郎飛氏結處,而研究表明在AD疾病中占有重要地位的APP蛋白亦聚集表達與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的郎飛氏結處,郎飛氏結是有髓神經(jīng)纖維的重要功能位置,除上述兩種蛋白外,大量在神經(jīng)細胞功能中占有重要地位的離子通道亦聚集于此處。我們推測NOIs蛋白可在郎飛氏結處通過與APP得相互作用,影響其水解過程即Aβ蛋白的產(chǎn)生從而影響AD疾病的發(fā)生發(fā)展。此外,由單個NOI蛋白抗體或數(shù)個NOIs蛋白免疫小鼠可促進體內(nèi)外中樞神經(jīng)的再生。我們推測抑制NOIs的功能亦能改善A

5、D疾病中神經(jīng)元的退行性變達到預防或治療AD的目的。
　　 構建由數(shù)個NOIs蛋白片段重組的DNA疫苗,免疫AD轉基因小鼠模型來檢驗抑制NOIs對AD的預防或治療作用。我們構建了三個由NOIs數(shù)個蛋白抗原片段不同組合的重組疫苗,通過DNA疫苗肌肉免疫的方式檢測其在體內(nèi)抗體的產(chǎn)生。行為學檢測了疫苗對AD模型小鼠的學習記憶改善情況,并檢測了疫苗對模型小鼠腦內(nèi)Aβ老年斑沉積的改變。我們發(fā)現(xiàn)其中一個疫苗PcDNA-V2可有效減少模型小鼠腦

6、內(nèi)老年斑的沉積,但同時看到單純DNA疫苗肌肉免疫小鼠雖能產(chǎn)生抗體但抗體效價不高。為了提高抗體確保疫苗實驗有效,我們包被了與PcDNA-V2含有相同抗原片段的痘病毒疫苗(vaccinia virus vaccine2；VV-V2),通過肌肉注射DNA疫苗初免痘苗病毒加強的的方式免疫APP/PS1轉基因模型小鼠。通過對小鼠血清中抗體檢測,我們發(fā)現(xiàn)DNA疫苗與痘苗病毒疫苗聯(lián)合免疫的方式可產(chǎn)生有效且較高的抗體,同時并未在免疫小鼠腦內(nèi)發(fā)現(xiàn)炎癥副反

7、應。水迷宮、開放曠場等行為學檢測發(fā)現(xiàn)疫苗能夠有效的抑制轉基因AD模型小鼠的學習記憶障礙及情緒異常,隨后用三種方式檢測了AD發(fā)病中占主流假說的Aβ蛋白不同的表達形式,發(fā)現(xiàn)雖然疫苗并未改變Aβ蛋白總量,卻顯著降低了Aβ蛋白兩種主要構成成分Aβ42和Aβ40之間的比值,在Aβ蛋白總量不變的情況下,Aβ42和Aβ40的比值升高被認為是AD的危險發(fā)病因素之一；此外發(fā)現(xiàn)疫苗能夠有效降低免疫小鼠海馬皮質不溶性Aβ蛋白表達形式老年斑的產(chǎn)生；可溶性的Aβ

8、蛋白寡聚體被認為是Aβ蛋白所有表達形式中最早對神經(jīng)元產(chǎn)生毒性的,我們發(fā)現(xiàn)疫苗也可有效抑制模型小鼠腦內(nèi)可溶性寡聚體的異常升高。隨后對海馬皮質的電鏡檢測中發(fā)現(xiàn)疫苗亦明顯抑制了AD模型小鼠的神經(jīng)元退行性改變。
　　 以上結果均證實在預防實驗中NOIs重組疫苗能有效改善AD轉基因模型小鼠的行為學異常,抑制其腦內(nèi)神經(jīng)元退行性變,并降低模型小鼠腦內(nèi)Aβ蛋白的表達。雖然疫苗的具體作用位點及機制尚需進一步實驗證實,但推測其可能為通過與APP相互