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MN:暨南大学团队发现,MANF的表达增加是阿尔茨海默病突触丢失和认知障碍的原因之一

来源:网络 2024-11-16 09:57

研究发现MANF表达增加与AD小鼠海马突触丢失有关,导致焦虑和认知功能缺陷。降低MANF表达可能是AD的潜在治疗方法。

中脑星形胶质细胞源性神经营养因子(MANF)是一种非经典神经营养因子,可以在帕金森病缺血性卒中和视网膜变性等病理条件下起到神经保护的作用。内质网应激会刺激MANF表达,在AD患者和小鼠模型中,也可以观察到MANF的表达上调。

为了明确MANF上调在AD发病机制中的确切作用,暨南大学粤港澳中枢神经再生研究院杨甦/李晓江团队评估了不同病理阶段AD小鼠的MANF表达情况,确定了MANF影响突触功能的分子机制。

研究结果显示,MANF水平升高与AD小鼠的海马突触丢失以及认知功能缺陷有关。MANF与ELAV样RNA结合蛋白2(ELAVL2)相互作用,MANF过表达介导了突触功能相关的转录本发生改变。

增加或减少AD小鼠海马中的MANF水平可以加剧或改善小鼠行为缺陷和突触病理。

研究发表在Molecular Neurodegeneration杂志上。

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研究人员首先检查了不同年龄AD模型小鼠的神经病理学和大脑MANF表达情况。结果表明,6月龄的AD小鼠正处于AD早期阶段,尽管皮质和海马中已经出现Aβ沉积,星形胶质细胞和小胶质细胞的活化标志物上调,但是突触蛋白PSD95的水平依然与野生型相当,表明突触还没有发生明显丢失。

AD小鼠12月龄时,海马PSD95水平显著下降,海马MANF表达明显增加。免疫荧光染色显示,MANF主要分布于神经元内,并且主要集中在内质网中。在AD患者的大脑样本中,也可以检测到突触丢失和MANF上调。

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AD小鼠MANF表达升高

为了明确MANF上调引起的一系列变化,研究人员构建了神经元表达外源性MANF的小鼠模型,并对小鼠的行为、病理生理等进行检测。

结果显示,与野生型小鼠相比,MANF小鼠在6月龄出现显著的认知功能受损和焦虑症状。此外,MANF小鼠海马突触素和PSD95水平显著降低,染色结果显示MANF小鼠的突触密度和树突棘数量也显著低于野生型小鼠。因此研究人员认为,MANF小鼠的认知缺陷可能与突触丢失有关。

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MANF过表达导致焦虑和认知受损

进一步实验显示,仅仅在小鼠海马中过表达MANF,就可以达到与全脑过表达MANF相似的行为缺陷和突触丢失。

那么,MANF又是如何调节突触水平的呢?

在之前的研究中,研究人员找到了与MANF相互作用的蛋白质组。在整个蛋白质组大拉表中,研究人员注意到了ELAVL2,一种控制mRNA稳定的RNA结合蛋白。ELAVL2本身在调节突触功能方面起着重要作用,并且与AD有关。

RNA测序分析显示,MANF小鼠和野生型小鼠的转录组有172个差异表达基因,其中突触翻译相关通路受到显著影响,还有相当一部分差异表达基因与神经元和突触功能密切相关(Adcy8、Bdnf等)。与野生型小鼠相比,MANF小鼠突触相关基因的总体转录水平较低。

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MANF过表达影响ELAVL2介导的转录稳定性

使6月龄的AD小鼠海马过表达MANF,小鼠在行为测试中表现出显著的认知障碍和高度焦虑,虽然Aβ斑块面积和Aβ42浓度没有显著变化,但是海马突触素和PSD95水平下降。

反过来,降低AD小鼠MANF表达,与对照组相比,MANF减少小鼠的认知障碍和焦虑相关行为可以得到缓解,突触素和PSD95水平增加。当然,小鼠的Aβ负担依然没有变化。

总的来说,研究发现MANF表达增加与AD小鼠海马突触丢失有关,导致焦虑和认知功能缺陷。降低MANF表达可能是AD的潜在治疗方法。

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