GRK5基因缺陷致M2/M4受体功能异常在阿尔茨海默病发病机制中的作用

本课题组在以往已发现GRK5基因缺陷同老年性痴呆（AD）之间的早期的病理改变以及动物认知水平下降具有密切联系的研究基础上，采用特有的转基因细胞模型和基因敲除的动物模型，通过体外和体内研究相结合，试图揭示GRK5基因缺陷将会导致乙酰胆碱受体（mAchR）中M2/M4受体去敏感化作用的减弱，引起M2/M4受体信号活性增高，导致乙酰胆碱水平的降低，并进一步引起动物认知功能下降以及Tau蛋白的高磷酸化及神经纤维变性等早期AD病理改变。 同时进一步研究特异性地拮抗M2/M4信号可否起到延缓上述认知和病理变化的重要作用。为今后进一步评估、完善目前对于试图通过纠正低胆碱能活性的治疗AD的策略，以及纠正GRK5 的缺陷对于阻止或延缓AD疾病的进展的作用提供重要的理论依据。

在本课题中，我们探讨了海马神经元细胞系HT22细胞的各种功能，我们在国际上首次证明并报道了分化后的HT22神经元是具有功能性的胆碱能神经元，同时在国际上亦首次证明了分化后的HT22可以诱导NMDA受体的表达，并介导同型半胱氨酸的细胞毒性作用，为本课题的顺利进行建立了良好的细胞模型。利用该细胞模型，我们成功地构建了含有dnGRK5-M2，wtGRK5-M2表达质粒HT22细胞系，并在此基础上，研究GRK5 转基因对HT22细胞乙酰胆碱释放的影响，研究结果发现GRK5的功能的差异可以导致Ach释放量的不同，这种不同主要是通过PTX敏感的M2/M4受体来进行调节，其调节的作用主要是通过GRK5基因的缺陷减弱了受体激动剂所诱导的M2和M4受体的内陷所导致的。在体外研究的基础上，我们进一步和美国Kansas大学William Z Suo教授合作，在GRK5基因缺陷小鼠上进行在体的研究，结果提示GRK5基因缺陷可通过引起突触M2/M4受体的去敏感化而进一步导致海马区乙酰胆碱的释放的减少，由于这种动物脑内海马区胆碱能功能减低的变化是在动物脑内结构发生变化和动物出现认知功能下降的之前即出现的，因此可以认为这种改变导致了早期阿尔茨海默病胆碱能神经元的变性。我们的研究结果进一步提示在目前使用的治疗AD药物中的胆碱酯酶抑制剂或M1 受体激动剂中，还应该加入M2/M4受体拮抗剂，从而才能更好的预防和延缓疾病的发生。为今后开发治疗AD的药物提供了新的靶点，具有极大的应用前景。. 在国家自然基金委的资助下，本课题目前已顺利完成，现已发表SCI论著9篇总影响因子30.085，其中标注基金资助SCI文章7篇，总影响因子22.785，尚有论著数篇正在撰写和投稿中。其研究结果已到达国内先进的水平。