外泌体介导ubc9突触传递在阿尔茨海默病中的作用及其机制研究

The pathogenesis of Alzheimer’s disease (AD) is still elusive. Abnormal expression and dysfunction of ubc9 play an important role in AD. Exosomes are small extracellular vesicles, which have been reported to sequester and spread pathogenic proteins. Our preliminary study has found in AD，Aβ could drive ubc9 transmitted from pre-synapses to post-synapses and activated the phosphorylation of SNAP-23. Also ubc9 was detected in exosomal lysates isolated from cultured cortical neurons.. Therefore, we speculated that exosome as a cargo transported ubc9 trans-synaptic transmit. In AD, Aβ activated the phosphorylation of SNAP-23 which promoted the release of exosomes and ubc9 trans-synaptic transmit. Then changed the SUMOylation modification of synapses and promoted the progression of AD. In this project, whether Aβ promotes ubc9 trans-synaptic transmit will be investigated in primary cultured hippocampus neurons. Moreover, using gene silence and point mutation technique, we intend to explore the underlying mechanism of the role of exosmoe in ubc9 trans-synaptic transmit. In addition, using APP/PS1 mice, we will investigate the preventive and therapeutic effect of inhibiting the trans-synaptic transmit of ubc9. The completion of this project will provide novel insight into AD pathogenesis from exosome, and support the development of therapies for AD.

阿尔茨海默病（Alzheimer's disease，AD ）的发病机制尚不清楚。ubc9的表达异常及功能障碍在AD中发挥重要作用。外泌体是近年来新发现的细胞内源性小囊泡，可在AD中转移致病源。我们前期研究发现，Aβ可促使ubc9在突触间传递和激活SNAP-23磷酸化，神经元中分泌释放的外泌体中含有ubc9。我们推测：AD中，Aβ激活SNAP-23磷酸化，促进外泌体分泌释放，介导ubc9的突触传递，从而改变突触的SUMOylation修饰，促进AD的发生发展。本课题拟在原代海马神经元中观察Aβ对ubc9突触传递的影响；进一步利用基因沉默或点突变技术，探明外泌体在ubc9突触传递中的作用及其相关机制。最后在APP/PS1转基因小鼠中探讨抑制ubc9突触传递对AD的干预作用。本研究将外泌体和SUMOylation修饰联系，揭示AD发病机制、建立AD防治方法，具有重要科学意义。

阿尔茨海默病( Alzheimer’s disease，AD) 是一种以进行性记忆减退和认知功能障碍为特征的中枢神经系统退行性病变，也是老年人群中痴呆的最常见类型，其发病机制尚不清楚。ubc9的表达异常及功能障碍在AD中发挥重要作用。外泌体是近年来新发现的细胞内源性小囊泡，可在AD中转移致病源。我们前期研究发现，神经元中分泌释放的外泌体中含有ubc9。我们推测：AD中，Aβ通过促进外泌体释放介导ubc9的突触传递，从而改变突触的SUMOylation修饰，促进AD的发生发展。.本项目首先用Aβ处理原代培养的海马神经元，发现Aβ改变了ubc9在突触中的亚定位。为了确定外泌体在Aβ介导的ubc9突触传递中的作用，我们分别检测了细胞匀浆和外泌体匀浆中FLOTILIN的水平，发现应用Aβ可显著提高原代培养海马神经元的细胞裂解物和培养液中的FLOTILIN水平。进一步的免疫沉淀实验表明，Aβ处理增加了ubc9与flotillin的相互作用，这些实验结果提示ubc9突触传递与外泌体密切相关。接着，我们分别用EGF和OA处理海马神经元以抑制或促进外泌体的释放，观察发现EGF或OA预处理阻断了Aβ诱导的ubc9突触传递障碍。这些结果表明，Aβ通过外泌体介导了ubc9的突触传递障碍。当我们应用SNAP-23 shRNA 敲除SNAP-23后，有效地抑制了Aβ介导的ubc9从突触前到突触后的传递。SNAP-23磷酸化外泌体释放所必须的，我们分别应用肉毒毒素抑制SNAP23磷酸化/构建了突变的SNAP-23质粒（Ser95-Ala95）以呈现组成性去磷酸化状态。在这两种条件下，均能有效地抑制Aβ介导的ubc9从突触前到突触后的传递。因此，本项目证实Aβ通过促进外泌体释放介导ubc9的突触传递。.另外，我们又新增了轻度认知功能障碍 due to AD患者的血浆样本20例、对照组人群血浆样本20例，针对两组患者血浆样本中外泌体蛋白进行质谱分析，分析了外泌体蛋白中可能早期预测AD进展的诊断指标。利用高通量质谱分析方法，发现外泌体蛋白中fibulin-1蛋白对早期AD的具有诊断价值。