参芎解毒方干预外泌体介导的Tau蛋白脑区扩散致阿尔茨海默病嗅觉及认知障碍的机制研究

The delay of the intervention time and the single target of intervention may be the main reasons for the hindrance of drug development in Alzheimer's disease. As the first brain region to produce Tau protein, the functions and malfunctions of entorhinal cortex can support a sensitive index for AD. Whether the intervention of olfactory disorder in pre-dementia stage or the dual intervention of smell and cognitive impairment in dementia stage all have better clinical efficacy than simple intervention of cognitive impairment. Previous studies have shown that restrain tau hyperphosphorylation is one of the important pharmacological mechanisms of Traditional Chinese Medicine based on “weak-stasis toxin” to prevent and treat AD. Basd on this, I put forword the hypothesis that Shenxiong Jiedu Formula can intervene Tau protein oligomer diffusion via exosome and then improve olfactory and cognitive function. In order to test the hypothesis, this study uses mouse model expressed P301LTau proteins in the entorhinal cortex and cell model from mouse cortical neuron incubated with human Tau301 proteins and exosome as appraisal carrier to explore the molecular mechanism of Shenxiong Jiedu Formula to treat AD.

干预时机的滞后或干预靶点的单一可能是阿尔茨海默病药物研发受阻的主要原因。内嗅皮层作为最早产生Tau蛋白的脑区，嗅觉障碍的出现有望成为早期AD诊断和治疗的敏感指标。无论是痴呆前期干预嗅觉障碍，还是痴呆期嗅觉和认知障碍双重干预均较单纯干预认知障碍可获取更好的临床疗效。前期研究表明，抑制Tau蛋白异常磷酸化是基于“虚损-瘀毒”中药复方防治AD的药理机制之一。基于此，提出“基于‘虚损-瘀毒’中药组分配伍参芎解毒方改善AD的作用可能与其调节Tau蛋白磷酸化水平，抑制外泌体介导的Tau低聚物在神经元之间的扩散，进而改善嗅觉及认知障碍有关”的假说，为验证该假说，本研究采用中内嗅皮层区定位注射P301LTau小鼠及P301L突变Tau蛋白、外泌体共同孵育的内嗅皮层神经元模拟早期AD模型为评价载体，以嗅觉及认知双重功能障碍为切入点，采用神经分子生物学研究技术和手段，探索参芎益智方治疗AD的分子机制。

阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease，AD）是一种由神经元细胞死亡引起的渐进性和进行性神经退行性疾病，其病理特征是β淀粉样蛋白（Amyloid-beta，Aβ）的细胞外斑块、过度磷酸化Tau蛋白的细胞内缠结，导致神经变性、行为和认知功能（包括记忆、理解、语言、注意力、推理和判断）进行性损害，还会导致嗅觉障碍。作为AD的两个特征性生物标志物，Aβ和Tau蛋白共同作用导致神经系统损伤，但Tau蛋白更利于反映AD发病初期的疾病状况，近年来Tau蛋白是AD药物研发的重点。目前嗅觉系统作为一种新的 AD药物输送和诊断工具受到了极大的关注，嗅觉功能障碍被认为是 AD的前驱症状，并已被提议作为认知障碍的预测因素。.AD目前还没有有效的治疗方法，中药复方参芎解毒方（Shenxiong Jiedu Formula，SXJDF）衍生自扶正祛邪方（人参、黄连、川芎），前期研究证实扶正祛邪方临床疗效明确，并可改善SMAP8模型小鼠的记忆学习功能，对其入血入脑成分进行分析，其有效组分集中在人参总皂苷、黄连总碱和川芎总酚酸，在中医理论指导下，将人参总皂苷、黄连总碱和川芎总酚酸三个有效组分配伍为SXJDF。然而SXJDF是否能改善认知及嗅觉障碍，机制如何并不清楚。本研究使用蛋白磷酸酶 2A 抑制剂冈田酸 （Okadaic acid，OA） 诱导内侧内嗅皮层（medial entorhinal cortex，MEC）中tau 磷酸化，以模拟早期AD 样动物模型，观察SXJDF是否能改善此AD 模型中的Tau水平、嗅觉障碍和认知功能，并探索其神经保护和嗅觉改善的机制。随后通过体外实验，在HEK293T细胞系中稳定转染人野生型WTtau和P301L突变Tau，观察并分析SXJDF对外泌体介导的Tau传播的影响，为临床上使用SXJDF治疗AD提供实验证据支持。.通过本研究，发现SXJDF能够改善OA诱导的AD小鼠的空间学习记忆能力和嗅觉辨别能力，改善神经元病理和突触结构，具有神经保护作用。其作用机制一方面可能与调节Tau激酶与磷酸酶，减少过度磷酸化Tau的形成并减少Tau的聚集沉积有关；另一方面可能与调节外泌体的形态数量、减少对磷酸化tau及Tau低聚物的传播相关。因此， SXJDF具有治疗AD的潜力，极具进一步开发和研究的价值。