发育早期铅暴露诱导小鼠海马区AD样病变的机制研究

The sporadic nature of Alzheimer's disease (AD) argues for an environmental lead exposure link that may drive AD pathogenesis; however, the triggering factor and the period of their action are unknown.Our previous results demonstrated that lead exposure gave rise to Aβ aggregation and Tau high-phosphorylation. on the other hand, IDEcould reduce nervous system injury of AD. We herein hypothesized that IDE could functionally regulate the feature protein of AD (Aβ and P-tau) during mouse lead exposure, and the abnormal regulation among these proteins may be one of the major underlying molecular mechanisms for the induction of lead neurotoxicity. However, the models of cross-talk, the underlying molecular mechanisms and the molecular pathological features for the regulation among these two protein have remained unclear.In this project, we aim to explore these scientific questions as below with lead exposure by using of modern histologic technology and molecular biological techniques: ①the influence mechanism of IDE on Aβ metabolism and Tau high-phosphorylation; ②the effects of crosstalks among IDE, Aβ and Tau on morphology, quantity and Synaptic information transfer of hippocampal neuron; ③ clarify the the mechanism of IDE on Alzheimer's disease-like pathology in mouse hippocampus induced by lead exposure, The purpose of this project is to provide theoretical guides for prevention and treatment of lead neurotoxicity.

生命早期环境铅暴露是散发型AD发病机理中的一种病原学因素，然而，铅和AD病情发展期间的作用不清楚。前期工作中发现，铅暴露能够改变小鼠海马组织中Aβ和Tau磷酸化的表达模式。另一方面，IDE可减轻AD的神经系统损伤。我们据此提出假设：在小鼠铅暴露中，IDE对AD的特征蛋白（Aβ和P-tau）存在调控作用，调控作用的失常是铅致神经毒性的机制之一。目前尚不清楚IDE在小鼠铅暴露中的协调模式、作用机制及分子病理学特征。本项目，我们拟借助现代组织学技术和分子生物学手段，阐明：①IDE对Aβ代谢和Tau磷酸化的影响机制；②IDE和Aβ、Tau的相互作用对铅暴露小鼠海马区神经元的形态、数量及突触信息传递等的影响；③阐明IDE在铅暴露导致小鼠海马区AD样病理改变中所发挥的作用，从不同层面和角度揭示IDE在铅诱发AD样病理改变的作用机制，为铅神经毒性的预防/治疗提供理论指导。

生命早期环境铅暴露是散发型AD 发病机理中的一种病原学因素，然而，铅和AD 病情发展期间的作用不清楚。本项目借助现代组织学技术和分子生物学手段，比较对照组和不同剂量孕哺期铅暴露组仔鼠海马组织中细胞因子（IGF1、IGF2、IDE、IL-1β、和TNF-α）及学习记忆相关蛋白（P-tau、 Aβ、P2X7受体蛋白和突触蛋白）的表达及其表达的细胞定位状况的差别，探讨母体孕哺期铅暴露损伤仔鼠学习记忆能力的机制。我们的研究结果表明：1）孕哺期铅暴露对仔鼠血铅、海马铅和皮层铅含量及其学习记忆能力的影响。21d的仔鼠血铅、海马铅和皮层水平均明显高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。水迷宫实验结果显示，中、高剂量铅暴露组21d仔鼠平均逃避潜伏期和错误次数均高于同期对照组，差异具有统计学意义（P<0.05）。2）探讨母体铅暴露对仔鼠海马和皮层中P-tau和Aβ蛋白表达的影响。与对照组相比，各个铅暴露组仔鼠海马的CA1区域P-tau表达显著增加，差异均有统计学意义（P<0.05）。各个剂量铅暴露组仔鼠海马的CA1区域Aβ40的表达明显高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）。Western Blot结果显示，中、高剂量铅暴露组仔鼠海马组织中P-tau和Aβ40的表达明显高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）；但低剂量铅暴露组仔鼠海马组织中P-tau的表达与对照组相比，差异无统计学意义（P>0.05）。母体铅暴露增强了仔鼠海马组织中Tau蛋白磷酸化水平，并使β淀粉样蛋白聚集。3）探讨母体铅暴露对仔鼠海马和皮层中IDE、IGF1和IGF2表达的影响。铅暴露组海马和皮层组织内IDE 、IGF1和IGF2的表达比对照组明显下降（P< 0.05）。母体铅暴露使仔鼠海马和皮层组织中IDE 蛋白、IGF1蛋白和IGF2蛋白的表达下调，从而造成海马和皮层神经元损伤，引起神经毒性。4）探讨母体铅染毒对其仔鼠大脑皮层组织中IL1-β、TNF-α及海马组织中P2X7受体蛋白和突触蛋白表达的影响表达的影响。与对照组相比，随着试验组铅浓度的升高，IL1-β、TNF-α和P2X7受体的表达量增高（P＜0.05），而突触蛋白表达显著降低（P＜0.05）。铅可能通过诱导大脑组织中IL1-β、TNF-α和P2X7受体的高表达，降低突触蛋白的表达，造成神经系统损害。