轻度认知功能障碍(MCI)中铁代谢异常对BACE1酶切位点选择的影响及机制研究
批准号:
81870859
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
张舒婷
依托单位:
学科分类:
意识障碍与认知功能障碍
结题年份:
2022
批准年份:
2018
项目状态:
已结题
项目参与者:
刘峻峰、韦琛琛、程亚军、熊欢、王亚楠、宋渠洪、袁若圳
中文摘要
轻度认知功能障碍患者(MCI)是发生痴呆的高危人群,识别MCI和研究其发生机制和干预措施,有助于发现最佳干预时机。我们前期临床研究表明贫血、铁蛋白等铁代谢异常相关指标和脑血管疾病预后及认知功能障碍有潜在联系;而脑内铁代谢异常、铁死亡等已证实在痴呆的发病机理中起了重要作用。BACE1是APP酶切和Aβ生成过程的限速酶,申请人研究表明外部因素可以通过改变BACE1在APP蛋白酶切位点的改变促进Aβ生成和痴呆的发生。本研究假设,铁代谢异常通过改变BACE1分泌酶在APP蛋白主要酶切位点的选择,影响Aβ的产生,进而促进认知功能障碍的发生。我们拟临床、细胞及动物研究,从临床上验证铁代谢异常对认知障碍的诊断价值,从细胞动物模型上明确铁代谢异常对BACE1活性及酶切位点改变的作用和机制,并探讨金属螯合BACE1抑制剂干预的作用,为MCI的诊断及干预提供新的证据。
英文摘要
Mild cognitive impairment (MCI) is a transitional stage between normal aging and dementia. Identification of MCI and its underlying pathologic mechanisms can help find target for better use of therapeutic interventions. Our previous clinical study showed that iron metabolism markers such as anemia and ferritin are associated with cognitive dysfunction. Moreover, it has been confirmed that abnormal iron metabolism and ferroptosis in the brain play a key role in the dementia pathology. β-site APP cleaving enzyme 1 (BACE1) is a rate limiting enzyme for amyloid β precursor protein (APP) processing and amyloid β protein (Aβ) production. We found that some external factors could regulate BACE1 cleavage site selection for APP protein, resulting in higher Aβ production and dementia progression. Therefore, in this study, we will explore the diagnostic value of abnormal iron metabolism for cognitive dysfunction in clinical, pathologic and molecular level. Besides, we will explore the effect of abnormal iron metabolism on BACE1 activity and cleavage site selection by using metal chelating BACE1 inhibitors. Our study will provide new evidence for the underlying mechanism in MCI and promising intervention in the future.
BACE1对Aβ生成有重要意义,而临床药物研究中BACE1抑制剂虽然可以显著降低Aβ的生产,但是并没有改善AD患者的认知障碍。我们主要研究了BACE1、铁死亡、和认知障碍之间的联系,探索是否可以通过调控BACE1和铁死亡,改善AD小鼠的认知障碍。我们研究表明,BACE1和铁代谢、铁死亡通路相关;铁死亡抑制可能能够缓解BACE1抑制导致的认知功能障碍;轻度认知功能障碍(MCI)人群中,BACE1相关血管障碍更为严重,但是BACE1相关铁代谢产物血液水平未见显著差别。结果发现,增加细胞内铁水平后BACE1的表达显增加(127%±23.3, P =0.0055);抑制BACE1活性和表达导致胞内的Fe2+浓度显著增加; 抑制BACE1后细胞内ACSL4的表达显著升高(67.25%± 0.134;P=0.0055),GPX4的表达显著减低(55.39%±0.08462, P=0.0007),铁蛋白的表达显著降低(-37.69% ±0.09332, P=0.0033); 在小鼠模型中,BACE1抑制剂和海马区定位AAV8-BACE1 KO病毒注射作用一致,减少了海马区PSD95表达(-31.34% ± 0.07654, P=0.0027; -29.63% ± 0.06905, P =0.0078)以及树突棘密度(-8.295% ± 0.02558, P =0.0316),同时在如新事物识别 (-47.05%±0.2031, P=0.044 vs.-39.06%±0.1151, P=0.0035)等行为学检测中表现更差;在队列研究中,同正常人群比较,MCI人群的BACE1相关微血管参数DCP (deep capillary plexus;0.86±0.06vs. 0.72±0.16mm2;P<0.001)choriocapillaris (2.83±0.08vs.2.53±0.24 mm2;P<0.001) 均有显著下降,但是外周血中转铁蛋白(2.53±0.38vs.2.46±0.36g/L;P=0.138)和铁蛋白(252.94±187.05 vs.260.18±198.43ng/mL;P=0.775) 水平未见显著差异。综上,我们的研究成果提示可以通过干预铁死亡通路,减轻BACE1 抑制剂对神经系统的毒性,极大改善BACE1 抑制剂在阿尔茨海默病的应用前景。
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Blood pressure and outcomes in patients with different etiologies of intracerebral hemorrhage: a multicenter cohort study Journal: Journal of the American Heart Association
不同病因脑出血患者的血压和结果:一项多中心队列研究杂志:美国心脏协会杂志
DOI:
--
发表时间:
2020
期刊:
Journal of the American Heart Association
影响因子:
5.4
作者:
[Shuting Zhang, Zhihao Wang, Aiping Zheng, Ruozhen Yuan, Yang Shu, Shihong Zhang, Peng Lei, Bo Wu, Ming Liu]
通讯作者:
Ming Liu
High haemoglobin levels and mortality in males with intracerebral haemorrhage: a retrospective cohort study.
男性脑出血患者的高血红蛋白水平和死亡率:一项回顾性队列研究
DOI:
10.1136/bmjopen-2020-048108
发表时间:
2022-01-04
期刊:
BMJ open
影响因子:
2.9
作者:
[Zhang S, Shu Y, Li W, Wei C, Deng A, Cheng Y, Lei P, Liu M]
通讯作者:
Liu M
Development of cognition decline in non-acute symptomatic patients with cerebral small vessel disease: Non-Acute Symptomatic Cerebral Ischemia Registration study (NASCIR)-rationale and protocol for a prospective multicentre observational study.
非急性症状性脑小血管疾病患者认知能力下降的发展:非急性症状性脑缺血登记研究 (NASCIR) — 前瞻性多中心观察性研究的基本原理和方案
DOI:
10.1136/bmjopen-2021-050294
发表时间:
2022-02-22
期刊:
BMJ open
影响因子:
2.9
作者:
[Zhang S, Wang Z, Liu P, Tuo Q, Cheng Y, Xu M, Wu Q, Lei P, Dai L, Kwapong WR, Tan M, Liu M]
通讯作者:
Liu M
DOI:
10.3389/fneur.2019.00406
发表时间:
2019
期刊:
Frontiers in Neurology
影响因子:
3.4
作者:
[Zhang Shuting, Pan Xiaohua, Wei Chenchen, Wang Lu, Cheng Yajun, Hu Zhi, Dong Wei, Liu Ming, Wu Bo]
通讯作者:
Wu Bo
Choriocapillaris Changes Are Correlated With Disease Duration and MoCA Score in Early-Onset Dementia.
早发性痴呆的脉络膜毛细血管变化与疾病持续时间和 MoCA 评分相关
DOI:
10.3389/fnagi.2021.656750
发表时间:
2021
期刊:
Frontiers in aging neuroscience
影响因子:
4.8
作者:
[Zhang S, Kwapong WR, Yang T, Liu P, Tuo Q, Cheng Y, Li X, Liu M, Lei P, Wu B]
通讯作者:
Wu B
共 9 条
BACE1调控铁死亡参与早发型痴呆(EOAD)微血管异常的机制研究
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批准号:82371210
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项目类别:面上项目
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资助金额:49万元
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批准年份:2023
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负责人:张舒婷
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依托单位:
老年血液脂质异常对阿尔茨海默病关键蛋白影响的机制研究
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批准号:92049115
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2020
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负责人:张舒婷
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依托单位:
MicroRNA20a在脑淀粉样血管病相关认知功能障碍中的作用及机制研究
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批准号:81500923
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2015
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负责人:张舒婷
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依托单位:
国内基金
海外基金