去甲肾上腺素对淀粉样蛋白激活小胶质细胞的影响及机制

蓝斑神经元减少及其投射区域去甲肾上腺素(NE)水平降低是阿尔茨海默氏病(AD)患者早期脑部病理变化的特征之一，蓝斑神经元的丢失程度与皮层淀粉样斑和神经原纤维缠结的数量、以及患者的痴呆程度显著相关。在小鼠AD模型诱导蓝斑神经元变性后，其投射区域NE水平下降、 ?淀粉样蛋白(A?)的沉积增加、炎症反应增强、学习记忆损害加重；而NE或?肾上腺素能受体激动剂则可逆转上述变化。这些结果提示NE对AD具有保护作用，蓝斑神经元变性导致的NE水平的降低可能加重AD的病理变化，但NE发挥作用的途径和分子机制尚不完全清楚。本项目拟在离体细胞和AD小鼠模型研究NE在AD中的作用，包括:(1) NE对小胶质细胞吞噬和清除A?的影响及机制；(2)NE对A?诱导小胶质细胞产生炎症介质并由此导致神经元死亡的影响及机制。本项目的实施和完成有可能为AD的病理机制补充新内容、为AD治疗的研究提供新的思路和靶标。

我们完成了课题研究内容，取得了以下成果：.蓝斑是大脑皮层下产生去甲肾上腺素（norepinephrine, NE）的主要部位，蓝斑去甲肾上腺素能神经元的轴突向上投射到海马、前皮层和内嗅皮层。除此之外，向别的脑区也有少量投射。蓝斑神经元退行性变和它所投射区域NE水平的降低是AD的重要特征之一，而且发生在病程早期。AD病人蓝斑神经元退行性变的严重程度及蓝斑神经元投射区域NE水平的降低与淀粉样斑数量、神经原纤维缠结程度以及痴呆的严重程度具有相关性。小胶质细胞是中枢神经系统的先天性免疫细胞，一方面能通过吞噬作用清除Aβ，另一方面能通过释放细胞毒性物质和炎性细胞因子造成神经元损伤，在AD的发展过程中扮演十分重要的角色。我们研究了NE对小胶质细胞摄取和清除Aβ的影响并探讨了其作用机制。我们发现小鼠小胶质细胞系N9和原代培养的小鼠小胶质细胞表达β2肾上腺素能受体(β2AR)、但不表达β1AR和β3AR。NE和β肾上腺素能受体激动剂异丙肾上腺素能通过β2AR介导上调甲酰肽受体2 (mFPR2)的表达、并增强细胞对Aβ的吞噬作用。NE同样能促进小鼠脑组织表达 mFPR2。通过RNA干扰技术抑制mFPR2表达，能够显著抑制异丙肾上腺素对小胶质细胞吞噬Aβ的促进作用，表明这种促吞噬作用是通过mFPR2介导的。另外，激活β2AR还能够上调Aβ降解酶－胰岛素降解酶的表达并促进小胶质细胞对Aβ的降解。进一步的分子机制研究表明，异丙肾上腺素对mFPR2表达的上调作用是通过ERK1/2-NF-κB 和p38-NF-κB信号通路介导的。以上结果表明，NE对于维持小胶质细胞吞噬和清除Aβ起重要作用。在清除Aβ的反应中，蓝斑神经元投射及其所释放的NE在神经元和小胶质细胞之间起沟通和联系作用。β2AR和mFPR2有可能成为阿尔茨海默氏病治疗研究的新靶标。