跳到主页内容
美国国旗

美国政府的官方网站

Dot政府

gov意味着它是官方的。
联邦政府网站通常以.gov或.mil结尾。之前分享敏感信息，确保你在联邦政府政府网站。

Https系统

该站点是安全的。
这个https（https）：//确保您连接到官方网站，并且您提供的任何信息都是加密的并安全传输。

访问密钥 NCBI主页 MyNCBI主页 主要内容 主导航
.2010年2月17日；30(7):2636-49.
doi:10.1523/JNEUROSCI.4456-09.2010。

β淀粉样蛋白通过钙调神经磷酸酶激活诱导脊柱丢失、树突状简化和神经炎性营养不良的形态学神经退行性三联征

吴海燕 1, 埃洛伊斯·哈德里, 桥本忠美, 基肖尔·库奇霍特拉, 阿内特·罗兹卡恩, 展云帆, 塔拉·斯皮雷斯-琼斯, 洪燮, 米查尔·阿贝尔-奥尔纳, 辛西娅·格罗斯克鲁兹, 布莱恩·巴克斯卡, 布拉德利·T·海曼
附属公司

β淀粉样蛋白通过钙调神经磷酸酶激活诱导脊柱丢失、树突状简化和神经炎性营养不良的形态学神经退行性三联征

吴海燕等。 神经科学. .

摘要

阿尔茨海默病（AD）大脑中含有β淀粉样蛋白（Abeta）的斑块被营养不良的神经突包围，但斑块是否以及如何导致这些神经异常尚不清楚。我们测试了这样一个假设，即围绕斑块的Abeta可溶性寡聚体会诱导钙介导的二级级联反应，从而导致局部神经突起的营养不良变化。我们发现，可溶性Abeta寡聚体可激活钙依赖性磷酸酶钙调神经磷酸酶（CaN）（PP2B），而PP2B反过来激活活化T细胞的转录因子核因子（NFAT）。即使在没有Abeta的情况下，这些信号通路的激活也足以在培养的神经元和成年小鼠大脑中产生Abeta诱导的营养不良性神经突、树突简化和树突棘丢失的虚拟现象。重要的是，CaN抑制改善了AD小鼠模型中Abeta沉积物附近的形态学缺陷，支持了以下假设：CaN-NFAT被Abeta异常激活，CaN-NFAT激活导致斑块附近神经元结构的破坏。与此相一致，我们还检测到AD患者大脑皮层核部分活性形式CaN和NFATc4水平增加。因此，Abeta似乎通过激活CaN和随后NFAT介导的下游级联介导AD的神经退行性变，至少在部分程度上。

PubMed免责声明

数字

图1。
图1。
Tg培养神经元的异常形态。A类，14 DIV处野生型GFP标记神经元的代表性图像显示错综复杂的树枝状树突(A1类,第3页)而Tg神经元表现出简化的树突复杂性和局限性树突营养不良(A2类,A4（A4）).B类与野生型相比，Tg神经元在14和21 DIV时出现树突营养不良的神经元百分比增加（14 DIV：野生型培养物，2.0±0.2%；Tg培养物，14.0±2.0%，第页< 0.0001; 21 DIV：野生型培养，3.0±0.2%；Tg培养，24.0±5.0%；第页<0.0001，野生型vs Tg；第页=0.0003，14 vs 21 DIV）。n个=每个条件下50个单元格。C类，野生型或Tg-GFP标记成熟神经元的代表性图像（21 DIV）。D类对野生型和Tg培养的神经元基底树突上分支点总数的Sholl分析显示，Tg神经元从距细胞体30μm处开始复杂性降低。n个=每个条件下的25个细胞。E类，具有代表性的GFP标记的树突节段，其上布满来自野生型和Tg神经元的成熟棘，显示Tg树突上的棘丢失，这在野生型和Tg培养物中在21DIV下在没有明显营养不良的神经元中测定的棘密度的定量分析中得到了证实(F类).n个=每个实验4个培养物，每个条件400个脊椎*第页< 0.05; **第页< 0.01; 数据表示平均值±标准偏差。
图2。
图2。
Aβ诱导培养的Tg神经元和AD死后大脑中NFATc4和CaN异常核定位。A类、Tg或野生型神经元中NFATc4的免疫染色图像。来自Tg或14 DIV野生型培养的神经元标记有NFATc4（红色）、MAP2（绿色）和Hoechst核染色（蓝色）。与野生型神经元相比，Tg神经元在细胞核中表现出较高的NFATc4免疫反应性。B类，NFATc4核免疫反应的定量A类.n个=来自3个不同实验的40个细胞*第页< 0.05; 数据表示平均值±标准偏差。C类Tg或野生型神经元中CaN的免疫染色图像。来自Tg或14 DIV野生型培养的神经元被标记为CaN（绿色）和Hoechst核反染（蓝色）。与野生型神经元相比，Tg神经元在细胞核中表现出较高的CaN免疫反应性。D类，CaN核免疫反应的定量C类.n个= 40. *第页< 0.01; 数据表示平均值±标准偏差。E类,F类从AD患者或对照组的大脑中制备亚细胞组分，并通过免疫印迹法分别分析NFATc4和细胞质或核控制蛋白GAPDH和HDAC1。G公司，NFATc4免疫反应的半定量E类NFATc4在所有三个隔室中都检测到，但在AD脑的细胞核中大量富集(n个=每种情况下为6）*第页< 0.05; 数据表示平均值±标准偏差。H（H）,我，对全长CaN（60 kDa）的每个亚细胞组分的免疫反应进行半定量(H（H）)和CaNCA（45 kDa）(我). 插入我显示了核分数中CaN的典型斑点*第页< 0.05; 数据表示平均值±SEM。
图3。
图3。
条件培养基诱导野生型培养神经元中NFATc4异常核易位。A类，用于CaN的AKAP79抑制肽示意图(A1类)和带有AKAP79抑制肽的AAV2病毒载体（AAV–CMV/CBA–WPRE）(A2类).B类在每种实验条件下用NFATc4（红色）、MAP2（绿色）和Hoechst核反染（蓝色）染色的培养物中，Aβ缺失或用AKAP79抑制肽抑制CaN可阻止TgCM诱导的NFATc5激活。C类，量化TgCM在野生培养神经元中诱导的NFATc4异常核移位。显示细胞核与细胞质的比率。TgCM导致依赖于Aβ存在的NFATc4的核质比增加（因为抗Aβ抗体3D6阻止了这种作用）。AKAP79肽对CaN激活的抑制也阻止了NFATc4核质比的增加(n个>40个单元格）。数据表示平均值±标准偏差*第页< 0.05.D类，量化野生培养神经元中不同SEC组分诱导的NFATc4异常核移位。应用来自TgCM或wtCM的SEC组分6-7（sAPP组分）对NFATc4的核质比没有显著差异。然而，将TgCM的SEC组分18–19（Aβ组分）应用于野生型神经元24小时后，NFATc4向细胞核的移位显著增加，但在使用相同wtCM SEC组份的神经元中未观察到任何变化。用3D6对TgCM组分18-19的Aβ进行免疫耗竭，可阻止NFATc4的核质比增加。n个>35个细胞。数据表示平均值±SD*第页< 0.05. ITR，反向终端重复。
图4。
图4。
Aβ缺失可防止由TgCM或APP过度表达引起的异常神经元形态。A类，如图所示，在不同培养条件下，在TgCM中维持21个DIV的原代培养。在21 DIV时，存在TgCM的树突状营养不良的神经元百分比增加，这种串珠可以通过Aβ的免疫耗竭来预防。B类,C类，代表性GFP标记的成熟神经元(B类)Sholl对所示条件下神经元树突分支的分析表明，TgCM减少了分支，而这是通过3D6对Aβ的免疫耗竭来挽救的(C类).D类，在每种实验条件下，在没有明显营养不良的神经元中测定脊椎密度，显示TgCM可使脊椎密度降低，而3D6治疗可以挽救这种降低。E–H（E–H），Aβ缺失可防止APP过度表达诱导的形态学异常。在21 DIV的Tg培养中，树突状营养不良(E类)，树枝状衰减(F类,G公司)和脊椎损伤(H（H）)通过3D6耗尽Aβ来阻止。在每个实验中，每个实验条件分析60个细胞*第页< 0.05; **第页< 0.01; *第页<0.05英寸G公司（3D6的Tg与3D6煮沸的Tg）。数据代表平均值±标准差。
图5。
图5。
AKAP79抑制肽对CaN的抑制可防止TgCM诱导的形态学异常。树突状营养不良(A类)，树枝状衰减(B类,C类)和脊椎缺失(D类)在野生型培养的TgCM神经元中，CaN抑制肽AKAP79可显著阻止其生长*第页<0.05英寸C类（含AKAP79的TgCM与含载体的TgCM）**第页< 0.01. 数据为三个独立实验的平均值±标准差，一式三份。E–H（E–H）AKAP79抑制肽对CaN的抑制可防止APP过度表达诱导的形态学异常。在21 DIV的Tg培养中，树突状营养不良(E类)，树枝状衰减(F类,G公司)和脊椎缺失(H（H）)被CaN抑制肽AKAP79阻止*第页<0.05英寸G公司（AKAP79的Tg与载体的Tg）。数据为三个独立实验的平均值±SD，每个实验一式三份。
图6。
图6。
VIVIT抑制CaN–NFAT相互作用可防止TgCM诱导的形态学异常。树突状营养不良(A类)，树枝状衰减(B类,C类)和脊椎缺失(D类)VIVIT（目录#480401；Calbiochem）可显著阻止野生型培养神经元在TgCM中生长*第页<0.05英寸C类（带VIVIT的TgCM与带DMSO的TgCMs）。数据为三个独立实验的平均值±标准差，一式三份。E–H（E–H）VIVIT抑制CaN–NFAT相互作用可防止APP过度表达诱导的形态学异常。在21 DIV的Tg培养中，树突状营养不良(E类)，树枝状衰减(F类,G公司)和脊椎缺失(H（H）)被VIVIT阻止*第页<0.05英寸G公司（VIVIT的Tg与DMSO的Tg）。数据为三个独立实验的平均值±标准差，一式三份。
图7。
图7。
野生型培养神经元过度表达组成活性CaN结构CaNCA，形成异常形态，这是aβ效应的现象。在野生型培养物中过度表达CaNCA（而非CaNwt或载体控制）可诱导树突状营养不良(A类,B类; 箭头表示树突局部肿胀），树突树枝化简化(C类,D类)和脊椎缺失(E类,F类). 表达CaNCA的神经元与表达CaNwt或矢量的神经元相比，显示出更多的具有树突状营养不良、简化的树突状复杂性和脊椎丢失的神经元*第页< 0.05; *第页<0.05英寸D类（CaNwt与CaNCA）。数据为三个独立实验的平均值±SD，每个实验一式三份。
图8。
图8。
CaNCA而非CaNwt在完整小鼠大脑中的过度表达会导致异常形态。A类，皮质不同放大倍数的代表性图像(A1类,第3页)和海马区(A2类,A4（A4）)经CaNCA或CaNwt转导后，用GFP抗体染色的死后固定脑切片显示GFP表达。B类，神经元过程的代表性高倍图像，对应于A类来自CaNwt(地下一层,地下三层)或CaNCA(地下二层,B4类)注射小鼠。箭头表示典型营养不良的神经突或轴突。C类,D类，树突棘图像(C类)脊柱密度的定量分析(D类)对无明显营养不良的神经元的实时成像显示，随着CaNCA过度表达，脊椎密度降低。在C类箭头表示脊椎，箭头表示典型营养不良的神经突*第页< 0.05; 值代表平均值±SD(n个=每种情况下4只动物，共400多个脊椎）。
图9。
图9。
通过在APP/PS1小鼠大脑中过度表达CaN抑制肽AKAP79，可以防止异常形态。A1类,体内表达GFP的神经突和轴突（绿色）、含有德克萨斯红的血管以及甲氧基-XO染色的淀粉样沉积的低倍图像4（蓝色）。箭头表示Aβ沉积。A2类,第3页在成年APP/PS1小鼠大脑皮层下～100μm处拍摄的高放大率实时图像显示，在表达载体和AKAP79的情况下，树突状棘和营养不良。B–D类、脊柱密度量化(B类)、树突状营养不良(C类)，和神经突弯曲(D类)表达载体或AKAP79的APP/PS1小鼠大脑中的近Aβ沉积表明AKAP79表达降低了营养不良的大小(B类; 矢量，16.4±6.1μm2; AKAP79，12.8±3.6；第页=0.029；n个=45（来自4只动物），增加脊椎密度(C类; 矢量，17.8±3.0/100μm；AKAP79，28.3±6.1；第页< 0.001;n个>400个脊椎），减少斑块附近异常的神经突起曲率(D类) (n个=每种情况下4只动物，共400多个脊椎）。E类，尸检切片显示SMI312染色的轴突营养不良（红色）和硫黄素S染色的斑块（蓝色）显示斑块相关的轴突营养不良减少（以F类; 矢量，16.4±6.1μm2; AKAP79，12.8±3.6；第页= 0.0291;n个=45个来自4只动物的斑块）。F类，量化尸检切片中单个Aβ沉积的轴突营养不良数量。数值代表平均值±标准偏差*第页< 0.05; **第页< 0.01.
请参阅PMC中的此图像和版权信息

类似文章

查看所有类似文章

引用人

查看所有“被引用”文章

工具书类

    1. Abdul HM、Sama MA、Furman JL、Mathis DM、Beckett TL、Weidner AM、Patel ES、Baig I、Murphy MP、LeVine H，Jr、Kraner SD、Norris CM。阿尔茨海默病的认知下降与钙调神经磷酸酶/NFAT信号的选择性变化有关。神经科学杂志。2009;29:12957–12969.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Agostinho P，Lopes JP，Velez Z，Oliveira CR。淀粉样蛋白β和朊病毒蛋白诱导的钙调神经磷酸酶过度激活。神经化学国际2008；52:1226–1233.-公共医学
    1. Aramburu J，Yaffe MB，López-Rodríguez C，Cantley LC，Hogan PG，Rao A.NFAT抑制剂的亲和驱动肽选择比环孢素A更具选择性。科学。1999;285:2129–2133.-公共医学
    1. Bacskai BJ、Hickey GA、Skoch J、Kajdasz ST、Wang Y、Huang GF、Mathis CA、Klunk WE、Hyman BT。转基因小鼠脑进入、淀粉样蛋白结合和淀粉样蛋白-β配体清除的四维多光子成像。美国国家科学院院刊，2003年；100:12462–12467.-项目管理咨询公司-公共医学
    1. Berridge MJ、Lipp P、Bootman MD。钙信号的多功能性和普遍性。Nat Rev Mol细胞生物学。2000;1:11–21.-公共医学

出版物类型

MeSH术语