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磷酸二酯酶4抑制剂抗阿尔茨海默病的新机制:调控小胶质细胞自噬介导的神经炎症

批准号:
81773698
项目类别:
面上项目
资助金额:
61.5 万元
负责人:
徐江平
依托单位:
学科分类:
神经精神药物药理
结题年份:
2021
批准年份:
2017
项目状态:
已结题
项目参与者:
汪海涛、程玉芳、尤婷婷、牛波、陈亚萍、余汇、钟秋萍、林曼娜

项目摘要

结项摘要

项目成果

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中文摘要
自噬和神经炎症均参与阿尔茨海默病(AD)的病理进程,我们前期研究发现磷酸二酯酶4(PDE4)抑制剂能增加AD模型鼠脑组织中cAMP的含量,并能抑制神经炎症。cAMP能促进自噬的发生,但在小胶质细胞参与的神经炎症中cAMP能否促进自噬尚不清楚。我们进一步发现Aβ或(LPS+ATP)刺激小胶质细胞BV-2可诱发自噬缺陷,并导致炎症小体的活化,增加IL-1β的水平;PDE4抑制剂能促进BV-2细胞自噬的发生,逆转Aβ及(LPS+ATP)的致炎作用。据此我们提出假说:抑制PDE4可能会促进小胶质细胞的自噬进而抑制神经炎症,可能是PDE4抑制剂抗AD的新机制。本项目将研究抑制PDE4对小胶质细胞自噬的影响及其机制、自噬对小胶质细胞炎症因子表达的影响及其与PDE4的关系,证实PDE4抑制剂是否可通过自噬影响炎症因子,从而实现抗AD的效应,以揭示PDE4抑制剂抗AD的新作用机制,发现AD治疗的潜在靶点。
英文摘要
Neuroinflammation contributes to the pathogenesis of Alzheimer’s disease (AD) and autophagy deficit is one of major causes of inflammatory activation. Studies have shown that cAMP induces the initiation of autophagy. However, the role of cAMP on autophagy in microglial cells is still unknown. Our previous studies showed that phosphodiesterase-4 (PDE4) inhibition suppressed neuroinflammation and improved the concentration of cAMP in the brain of mice subjected to Aβ injection. Herein, whether PDE4 inhibition could suppress neuroinflammation through inducing autophagic flux and thereby delay the development of AD is worth further study. Recently, we found that administration of microglia BV-2 cells with Aβ25-35 or (LPS+ATP) led to significant autophagy deficit, inflammasome activation and mature IL-1β release. Autophagy and neuroinflammation contribute to the pathogenesis of Alzheimer’s disease (AD). Our previous studies showed that phosphodiesterase-4 (PDE4) inhibition suppressed neuroinflammation and improved the concentration of cAMP in the brain of mice subjected to Aβ injection. Studies have shown that cAMP induces the initiation of autophagy. However, the role of cAMP on autophagy in microglial cells is still unknown. Recently, we found that administration of microglia BV-2 cells with Aβ25-35 or (LPS+ATP) led to significant autophagy deficit, inflammasome activation and mature IL-1β release. Moreover, we found that PDE4 inhibitor triggered the initiation of autphagy and reversed the pro-inflammatory effect of Aβ25-35 or (LPS+ATP) in BV-2 cells. Interestingly, the effect of PDE4 was autophay-dependent. Hence, we propose that PDE4 inhibition activates autophagy in microglial cells and attenuates the levels of inflammatory factors, which is supposed to be the novel mechanism elucidating the protective effect of PDE4 inhibitor against AD. On the basis of the above work, we will investigate the role of PDE4 inhibition on the alteration of autophagy and the underlying mechanisms in microglial cells, the role of autophagy on the production of inflammatory factors and the relationship between PDE4 inhibition. We aim to prove whether PDE4 could attenuate the production of pro-inflammtory factor through inducing autophay. Our study will provide a novel illustration for the protective effect of PDE4 inhibitor against AD, it may also offer possible intervention targets for the treatment of AD.
磷酸二酯酶4(PDE4)抑制剂在阿尔茨海默病(AD)模型中同时具有改善认知及抗神经炎症的作用。在这一疾病中,PDE4是否是通过抑制小胶质细胞的自噬反应,从而促进神经炎症的发生是个值得研究的问题。本项目致力于探究这一问题,并研究PDE4在小胶质细胞中作用于自噬的信号通路。我们在细胞及动物模型中证实了抑制PDE4可以抑制小胶质细胞的活化、减少炎症因子的产生。进一步在脂多糖(LPS)及β淀粉样蛋白(Aβ)诱导的小鼠模型中,发现抑制PDE4后可改善学习记忆能力。对PDE4抑制剂的作用机制进行研究,发现自噬在这一过程中发挥了关键作用。抑制PDE4后,LC3II增加,自噬-溶酶体活性增强,p62下降,提示自噬激活;而NLRP3、cleaved caspase 1及IL-1β等水平下降,提示炎症小体的水平降低。在此基础上发现,抑制PDE4后,自噬上游信号通路AMPK及ULK1活化,且AMPK活化后增加了Sirt1的活性,进一步抑制炎症因子的产生。抑制AMPK、ULK1或Sirt1则能阻断PDE4抑制剂对自噬的促进作用;同时阻断了PDE4抑制剂对炎症因子的作用,还发现这一过程中,AMPK是ULK1的上游信号激酶。同时我们还证实了PDE4抑制剂对炎症因子诱导的海马神经元损伤具有保护作用。我们的研究表明:小胶质细胞自噬是一个上游事件。PDE4抑制剂通过激活AMPK/ULK1及AMPK/Sirt1信号通路促进自噬,降低炎症因子的水平,从而降低对神经元的损伤。另外,PDE4抑制剂亦可直接阻断炎症因子对神经元及突触的损伤。项目执行顺利,完成了既定的研究计划。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
Roflupram exerts neuroprotection via activation of CREB/PGC-1 alpha signalling in experimental models of Parkinson's disease
Roflupram 在帕金森病实验模型中通过激活 CREB/PGC-1 α 信号传导发挥神经保护作用
DOI: 10.1111/bph.14983
发表时间: 2020
期刊: British Journal of Pharmacology
影响因子: 7.3
作者: [Zhong Jiahong, Dong Wenli, Qin Yunyun, Xie Jinfeng, Xiao Jiao, Xu Jiangping, Wang Haitao]
通讯作者: Wang Haitao
Inhibition of PDE4 protects neurons against oxygen-glucose deprivation-induced endoplasmic reticulum stress through activation of the Nrf-2/HO-1 pathway
抑制 PDE4 通过激活 Nrf-2/HO-1 通路保护神经元免受氧葡萄糖剥夺诱导的内质网应激
DOI: 10.1016/j.redox.2019.101342
发表时间: 2019-10
期刊: Redox Biology
影响因子: 11.4
作者: [Xu Bingtian, Qin Yunyun, Li Dan, Cai Ningbo, Wu Jinling, Jiang Lan, Jie Limei, Zhou Zhongzhen, Xu Jiangping, Wang Haitao]
通讯作者: Wang Haitao
Discovery of arylbenzylamines as PDE4 inhibitors with potential neuroprotective effect
发现具有潜在神经保护作用的 PDE4 抑制剂芳基苄胺
DOI: 10.1016/j.ejmech.2019.02.026
发表时间: 2019
期刊: European Journal of Medicinal Chemistry
影响因子: 6.7
作者: [Tang Lv, Huang Chang, Zhong Jiahong, He JiaPeng, Guo Jiayin, Liu Menghua, Xu Jiang-Ping, Wang Hai-Tao, Zhou Zhong-Zhen]
通讯作者: Zhou Zhong-Zhen
Inhibition of PDE4 Attenuates TNF-α-Triggered Cell Death Through Suppressing NF-κB and JNK Activation in HT-22 Neuronal Cells
抑制 PDE4 通过抑制 HT-22 神经元细胞中 NF-κB 和 JNK 激活来减轻 TNF-α 触发的细胞死亡
DOI: 10.1007/s10571-019-00745-w
发表时间: 2019-10
期刊: Cell Mol Neurobiol
影响因子: --
作者: [Jiao Xiao, Rumeng Yao, Bingtian Xu, Huizhen Wen, Jiahong Zhong, Dan Li, Zhongzhen Zhou, Jiangping Xu, Haitao Wang]
通讯作者: Haitao Wang
共 10 条
    CKS1B在脑缺血损伤中对MFN2表达的调控及大麻二酚的干预机制
    • 批准号:
      --
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      52万元
    • 批准年份:
      2022
    • 负责人:
      徐江平
    • 依托单位:
    PDE4抑制剂通过调控HMGB1介导小胶质细胞活化改善抑郁样行为的作用及机制研究
    • 批准号:
      81974501
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      54.0万元
    • 批准年份:
      2019
    • 负责人:
      徐江平
    • 依托单位:
    新型磷酸二酯酶4变构调节剂氯比普兰改善学习记忆障碍的机制研究
    • 批准号:
      81373384
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      60.0万元
    • 批准年份:
      2013
    • 负责人:
      徐江平
    • 依托单位:
    PDE4作为治疗Alzheimer's病药物作用新靶点的作用机制研究
    • 批准号:
      30973518
    • 项目类别:
      面上项目
    • 资助金额:
      32.0万元
    • 批准年份:
      2009
    • 负责人:
      徐江平
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金