苯磷硫胺和吡咯喹啉醌锂改善APP/PS1转基因小鼠认知功能和减少脑内病理损害及其机理研究

糖合酶激酶－3（GSK-3）通过双通道机制调控tau蛋白磷酸化和Aβ产生，GSK-3抑制剂因为减少APP/PS1转基因小鼠模型脑内病理损害、有可能阻止阿尔茨海默病（AD）病情进展而成为研究热点。但是，包括氯化锂和碳酸锂在内、目前已知GSK-3抑制剂由于毒性过大而阻碍其实际应用。我们通过近几年努力、研究证明苯磷硫胺具有低毒、高效的GSK-3抑制作用并自主合成了低毒性的小分子有机锂盐- - 吡咯喹啉醌锂。本课题研究吡咯喹啉醌锂改善APP/PS1转基因小鼠认知功能及减少脑内Aβ沉积和tau蛋白磷酸化等病理损害作用，结合GSK-3β转基因小鼠和GSK-3β、GSK-3α基因过表达细胞模型证明苯磷硫胺和吡咯喹啉醌锂具有GSK-3抑制剂作用，并进一步利用APP/GSK-3α和APP/GSK-3β双转基因细胞模型、结合RNA干扰技术进一步研究苯磷硫胺和吡咯喹啉醌锂的作用机理，为应用研究奠定基础。

我们课题组先前用苯磷硫胺对APP/PS1双转基因动物模型进行干预研究，结果发现苯磷硫胺能够明显提高GSK-3的磷酸化水平，降低GSK-3α和GSK-3β的活性，减轻AD病理损害及改善行为学表现。本课题中，我们首先利用HEK293 APPsw过表达细胞系，探讨了高糖环境是否能够增加Aβ的产生，以及苯磷硫胺体外干预是否也通过抑制GSK-3活性来减少Aβ产生。结果发现：随着细胞培养液中葡萄糖浓度的增加（1g/L、3g/L、4.5g/L 、5.5g/L），HEK293 APPsw 细胞Aβ产生量呈现增加趋势，但是生长抑制率无明显增加趋势， P＞0.05，不具有统计学差异。也就是说糖浓度在一定范围内增加（1g/L、3g/L、4.5g/L 、5.5g/L）对HEK293 APPsw过表达细胞不具有毒性作用。苯磷硫胺20μg/ml组和40μg/ml组均能显著减少Aβ产生。与对照组相比，40μg/ml组P＜0.01，20μg/ml组P＜0.05；苯磷硫胺10μg/ml组，有使Aβ产生减少的趋势，但与对照组（Con）相比，不具有显著的统计学差异性。苯磷硫胺40μg/ml组较对照组p-GSK-3α/GSK-3α比值，及p-GSK-3β/GSK-3β比值有增加趋势，酶活结果示较对照组GSK-3α、GSK-3β活性均降低，有明显的统计学差异（P＜0.05）。..吡咯喹啉醌三锂(Li3PQQ, 分子式: C14H3N2O8Li3, 分子量: 348)是我们自己合成的、具有自主知识产权的小分子有机锂盐。本课题研究发现：（1）Li3PQQ 3mg/kg，6mg/kg口服给药8周均能改善20周龄APP/PS1双转基因小鼠的空间学习记忆损害，同时Li3PQQ 12mg/kg口服给药8周均能改善20周龄、40周龄APP/PS1双转基因小鼠的空间学习记忆损害及海马CA1区的长时期增强，增强其突触可塑性。（2）Li3PQQ 3、6、12mg/kg 均能够减少 APP/PS1双转基因小鼠皮层淀粉样斑块的数目、面积及磷酸化tau蛋白的表达量，而这一作用是通过抑制GSK-3，GSK-3α，GSK-3β的活性及增强ABAD的活性来实现的。