IGF-1信号通路在慢性睡眠限制导致Aβ异常沉积中的作用及机制研究

睡眠缺乏与散发型Alzheimer病（AD）存在关联，但其机制尚不清楚。IGF-1信号通路与睡眠和衰老均密切相关。一些研究发现AD患者存在明显的IGF-1通路活性下降。基于转基因动物的研究，发现IGF-1受体缺陷能减轻小鼠脑内Aβ沉积。如何澄清这矛盾的机制是本研究的出发点。我们前期研究发现慢性睡眠限制（SR）可导致小鼠脑内IGF-1浓度下降、IGF-1R mRNA降低，Aβ水解障碍甚至出现Aβ沉积。本课题将进一步通过给予IGF-1或受体拮抗剂，明确本信号通路是慢性SR导致Aβ沉积中的关键通路；通过体外研究证实IGF-1对Aβ25-35所致神经元损伤具有保护作用；进而通过对IGF-1R+/-小鼠和野生型小鼠的慢性SR研究，求证相对IGF-1信号通路活性损失率是SR导致Aβ沉积的关键机制。本课题将有助于阐明SR促进AD发生的机制、启发对IGF-1信号通路与AD关系的新认识和治疗AD的新思路。

目的：研究慢性睡眠限制导致野生型小鼠和IGF-1R+/-小鼠皮层β淀粉样蛋白（Aβ）沉积；并检测皮层长链非编码RNA（LncRNA）、淀粉样前体蛋白β 分泌酶1反意义链（BACE1AS）表达水平及线粒体相关性Aβ浓度，探讨其致病机制；以及IGF-1R信号通路对慢性睡眠限制（SR）所致皮层Aβ异常沉积的保护机制。..方法：通过缓慢旋转滚筒法构建慢性睡眠限制2个月小鼠模型。采用ELISA检测、免疫荧光技术，比较各组小鼠皮层的Aβ沉积情况，采用Western Blot技术，比较各组小鼠β淀粉样蛋白前体（APP）、BACE1以及C99蛋白水平的差异。采用荧光定量PCR技术，定量检测各组小鼠上述脑区的BACE1ASmRNA和BACE1mRNA表达水平。观察各组小鼠额叶皮层的线粒体呼吸链复合物IV浓度、ATP活性、线粒体膜电位等线粒体功能指标，观察各组小鼠皮层电投射镜图片。..结果：1. 慢性睡眠限制2月可导致野生型小鼠大脑皮层AβPP、Aβ表达增加，免疫组化可见Aβ异常沉积；2.与野生型对照组小鼠相比，野生型SR组小鼠皮层BACE1和C99蛋白浓度比野生型对照组SR小鼠皮层BACE1和C99显著增高、BACE1AS表达显著性增加；3. 与野生型对照组小鼠相比，野生型SR组小鼠皮层线粒体相关性Aβ浓度显著增加，皮层组织线粒体呼吸链复合物IV浓度显著降低，ATP活性显著降低，线粒体膜电位显著降低；4. 而慢性睡眠限制IGF1R+/- SR组小鼠与IGF1R+/-同月龄对照组相比在APP、BACE1、C99、BACE1mRNA、BACE1ASmNRA无显著性差异。..结论：慢性睡眠限制引起成年野生型C57小鼠皮层Aβ蛋白异常沉积，伴随BACE1AS表达增高及APP的β剪切增加。慢性睡眠限制引起成年野生型C57小鼠皮层线粒体功能下降，可能与相应脑区线粒体相关性Aβ浓度增加有关。而IGF1R+/-小鼠经慢性睡眠限制皮层下Aβ蛋白沉积与BACE1AS表达增加不明显，提示下调IGF1R信号通路能够抑制BACE1ASmRNA表达和APP的β剪切，从而减少慢性睡眠限制所致皮层Aβ异常沉积。