ATG14调节自噬流对Aβ的作用及功能意义
批准号:
31600825
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
18.0 万元
负责人:
龙志敏
依托单位:
学科分类:
分子与细胞神经生物学
结题年份:
2019
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
贺桂琼、汪克建、陆蔚天、杜烨鸿、姚秋会、刘滢
中文摘要
Aβ产生和降解代谢失衡是引起阿尔茨海默病(AD)的重要原因,自噬障碍与Aβ代谢失衡密切相关。由于自噬过度激活,自噬体与溶酶体融合障碍或溶酶体功能受抑制,导致自噬体聚集,Aβ产生增多,Aβ通过自噬溶酶体途径清除减少。因此,调节可激活自噬并促进自噬体与溶酶体融合的关键因子,可能达到平衡Aβ代谢的目的。最近研究证实:自噬相关基因14(ATG14)可激活自噬,并促进自噬体和內吞溶酶体膜的融合。课题组前期研究发现AD模型小鼠脑内ATG14的表达随年龄增加而减少,可能与Aβ代谢障碍密切相关。本课题拟观察AD模型小鼠与自噬流模型小鼠杂交的多转基因小鼠脑内ATG14与自噬流的动态变化以及与Aβ的关系;经抑制和上调ATG14表达后,观察稳定表达淀粉样前体蛋白的细胞株以及模型小鼠脑内自噬流、Aβ的变化及小鼠行为学改变。本项目期望阐明ATG14对Aβ的作用及功能意义,寻找以调节自噬为目标的AD治疗新靶点。
英文摘要
The imbalance of the production and degradation of Aβin the brain is an important cause of Alzheimer's disease (AD), and autophagy is closely related to Aβmetabolism. The excessive activation of autophagy, autophagosome and lysosome fusion disorder or inhibition of lysosomal function may lead to the accumulation of autophagosomes. Abnormal increase of autophagosome is thought to be the source of Aβ. Due to obstruction of autophagy flow, the degradation of Aβ by autophagy - lysosome pathway is reduced. Therefore, it is possible to find the key factors that activate autophagy, and promote the fusion of autophagosome and lysosome, which may regulate the formation and degradation of Aβ. Recent studies have confirmed that autophagy related gene 14 (ATG14) can activate autophagy, and promote the fusion of autophagy and lysosomal membrane. However, the role of ATG14 in AD has not been reported. Previous studies of our group found that the expression of ATG14 in the brain of AD model mice was significantly decrease with increasing age, which may be related to Aβ metabolic disorders. In this study, the APP/PS1 double transgenic AD model mice and the RFP-GFP-LC3 autophagy flow model mice were hybridized to get multi transgenic mice as animal models, then we further observe the dynamic change of ATG14 expression and autophagy flux on the model mice. After transfection with ATG14 or ATG14-siRNA plasmid, observe autophagy flux and Aβ in 20E2 cell line with stable expression of Amyloid precursor protein, as well as behavioral change of mice model. This study aims to elucidate the role and functional implication of ATG14 on Aβ, search for new targets for the treatment of AD with the aim of regulating autophagy flow.
通过调节自噬防治阿尔茨海默病(AD),关键是维持自噬流的通畅。研究表明ATG14可促进自噬体和溶酶体膜的融合。但ATG14在AD中的作用尚无文献报道。本课题研究结果发现AD患者脑组织内LC3显著增多,而溶酶体标志物Lamp1表达显著下降,自噬体与溶酶体的融合受阻。AD患者脑内在老年斑沉积的区域附近的细胞内ATG14低表达,LC3大量堆积;没有老年斑沉积的区域ATG14高表达,ATG14与LC3大量共存。随着年龄的增加,AD模型小鼠脑内自噬体显著增加。在尚未形成老年斑的APP/PS1/LC3多转基因小鼠脑内,自噬体数量增加,与溶酶体融合良好。在老年斑块形成区自噬体和自噬溶酶体明显增多,组织蛋白酶B明显降低。3月龄APP/PS1 AD 模型小鼠脑内ATG14的表达差异无统计学意义,而6月龄和10月龄APP/PS1 AD 模型小鼠脑内ATG14的表达显著下调。随着Aβ25-35浓度的增加,LC3 I I/I和BECN-1的表达逐渐增加,p62蛋白的表达先降低后升高,ATG14和Lamp1的表达逐渐降低。Aβ浓度的增加而不是APPswe的过度表达激活了自噬。外源性Aβ处理的增加和内源性APPswe的过度表达均导致自噬体与溶酶体融合受阻和溶酶体功能下降,ATG14 mRNA 和蛋白水平均下调。ATG14过表达后,LC3-I I/ I比值和p62相对表达量显著下调, APP、β-分泌酶和γ-分泌酶的活性中心BACE1、PS1的表达减少;而ATG14沉默后,LC3-I I/ I比值和p62相对表达升高, APP、β-分泌酶和γ-分泌酶的活性中心BACE1、PS1的堆积,从而增加Aβ产生。对APP/PS1双转基因AD模型小鼠海马注射ATG14腺相关病毒过表达ATG14 1月后, 5月龄AD模型小鼠学习记忆有所改善,小鼠脑内老年斑减少,APP、BACE1、PS1、Aβ均显著降低。但ATG14过表达对9月龄小鼠的学习记忆和老年斑没有显著影响。进一步探讨ATG14对自噬流以及Aβ代谢的影响机制,发现ATG14过表达可以激活自噬,促进自噬体与溶酶体的结合,增加溶酶体的表达,促进自噬溶酶体降解,使自噬流更通畅,避免自噬体堆积,从而减少Aβ产生,促进Aβ降解。本课题研究结果阐明了ATG14调节自噬对阿尔茨海默病的作用及机制,有望找到以调节自噬流为目标的AD治疗新靶点。
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DOI:
--
发表时间:
2019
期刊:
中国生物化学与分子生物学报
影响因子:
--
作者:
[曹真睿, 贺桂琼, 龙志敏]
通讯作者:
龙志敏
Valproic Acid Stimulates Hippocampal Neurogenesis via Activating the Wnt/β-Catenin Signaling Pathway in the APP/PS1/Nestin-GFP Triple Transgenic Mouse Model of Alzheimer's Disease
丙戊酸通过激活阿尔茨海默病 APP/PS1/Nestin-GFP 三重转基因小鼠模型中的 Wnt/β-Catenin 信号通路刺激海马神经发生
DOI:
--
发表时间:
2019
期刊:
Front Aging Neurosci
影响因子:
--
作者:
[Qinghua Zeng, Zhimin Long, Yueyang Zhao, Min Feng, Shifang Luo, Kejian Wang, Yingxiong Wang, Guang Yang, Guiqiong He]
通讯作者:
Guiqiong He
Alteration of the Wnt/GSK3β/β‑catenin signalling pathway by rapamycin ameliorates pathology in an Alzheimer's disease model
雷帕霉素改变 Wnt/GSK3β/β-连环蛋白信号通路可改善阿尔茨海默病模型的病理学
DOI:
--
发表时间:
2019
期刊:
Int J Mol Med
影响因子:
--
作者:
[Jingfei Chen, Zhimin Long, Yanzhen Li, Min Luo, Shifang Luo, Guiqiong He]
通讯作者:
Guiqiong He
DOI:
10.1093/abbs/gmz098
发表时间:
2019
期刊:
Acta Biochimica et Biophysica Sinica
影响因子:
作者:
[Cao Zhenrui, Wang Yanhao, Long Zhimin, He Guiqiong]
通讯作者:
He Guiqiong
Dynamic changes of autophagic flux induced by Abeta in the brain of postmortem Alzheimer's disease patients, animal models and cell models
阿尔茨海默病死后患者、动物模型和细胞模型大脑中 Abeta 诱导的自噬通量的动态变化
DOI:
10.18632/aging.103305
发表时间:
2020-06-15
期刊:
AGING-US
影响因子:
5.2
作者:
[Long, Zhimin, Chen, Jingfei, He, Guiqiong]
通讯作者:
He, Guiqiong
共 7 条
miR-195抑制Atg14 在阿尔茨海默病中的作用及机制研究
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批准号:--
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项目类别:省市级项目
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资助金额:0.0万元
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批准年份:2021
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负责人:龙志敏
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依托单位:
国内基金
海外基金