环氧合酶-2代谢紊乱促进β-淀粉样蛋白在阿尔茨海默病中产生、传播和沉积的神经病理学机制研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    31571064
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    60.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    C0901.分子与细胞神经生物学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2015
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2016-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Alzheimer’s disease (AD) is (patho) physiologically characterized by the formation of amyloid plaques (AP) and tau hyperphosphorylation. Prior works have demonstrated that cyclooxygenase-2 (COX-2) metabolic disturbance accelerated the production of Aβ and Aβ deposition in AD patients. However, the mechanisms of Aβ production, propagation and deposition remain unclear. Using COX-2-specific inhibitor and sophisticated biotechnologies, including super-resolution, two-photon live cell and live animal imaging, signal transduction, molecular cell biology and morphology, we will elucidate the molecular mechanisms and signaling pathways that COX-2 regulates Aβ production, propagation and deposition in multiple experimental models. . Specifically for in vitro study, we will explore the molecular mechanisms or signaling pathways that COX-2 and its metabolic products (Prostaglandins, PGs) reuglate the production of proinflammatory cytokines in glial cells, which in turn modulates the expression of α-, β-, γ-secretases in neuron cells. Crosstalk between glial and neuron cells will finally result in the production of Aβ. To further consolidate these data, the cleavage products of amyloid precursor protein (APP) including sAPP, sAPPβ, C95 and C83 will be monitored. By transfecting HEK293 and SH-SY5Y cells with GFP- or mCherry-Aβ plasmids, we will next to study the mechanisms of Aβ propogation between neuronal cells. Taking the advantage of bimolecular fluorescence complementation (BiFC) system, we will finally elucidate the mechanisms of misfolded Aβ deposition in recipient cells. . In light of these above observations in vitro, the production, propagation and deposition of Aβ should be further validated in vivo. In detail, 3-months old COX-2, APP/PS1 or COX-2/APP/PS1 transgenic mice were administered with COX-2 specific inhibitor for 6 months. The expression of inflammatory cytokines and α-, β- or γ-secretases as well as the production of Aβ will be determined in COX-2 inhibitor-treated transgenic mice. The key molecules invovled in Aβ production will be reinforced in mice. Like in vitro experiments, injection of fluorescence labled Aβ to the cerebral cortex, hippocampus or cerebral ventricles will be used to determine the ability of Aβ to transmit between cells, cross synapses and transport along neural processes, axon and dendrites. In vivo, we will finally fulfill the mechanisms that misfolded Aβ acts as a seed to faciliate the deposition of Aβ and formation of amyloid plaque (AP) by injecting oligomeric Aβ into the brain of AD mice, which lead to cognitvie decline of Tg mice. In light of establishing the models of AD investigation in vitro and in vivo, we will summarize and reconstruct the signaling network that regulates COX-2-mediated AD progression, which are instrumental for understanding molecular mechanisms of AD. More importantly, these observations will help us screening, developing and improving COX-2 inhibitor drug delivery system.
阿尔茨海默病(AD)的主要病理特征之一是脑内出现β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积。申请者的创新性研究结果表明,环氧合酶-2(COX-2)代谢紊乱具有促进Aβ产生及Aβ在AD患者脑内沉积的功能。然而,COX-2介导的Aβ产生、传播及沉积等一系列科学问题尚未解决。鉴于此,本项目拟采用COX-2特异性抑制剂、超高分辨成像、双光子激光扫描技术、小鼠成像系统和活细胞工作站,结合信号传导、分子生物学和行为学等手段,明确COX-2及其代谢产物(PGs)调控淀粉样前体蛋白(APP)异常剪切、Aβ在神经元细胞间“类朊蛋白样”传播及Aβ在淀粉样斑块形成过程中“种子效应”的确切分子机制。在此基础上,筛选对COX-2介导的Aβ产生、传播和沉积具有抑制作用的小分子化合物,从而建立有效的AD干预措施,最终为防治AD奠定理论和实践基础。

结项摘要

阿尔茨海默病(AD)的主要病理特征之一是脑内出现β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积。申请者的创新性研究结果表明,环氧合酶-2(COX-2)代谢紊乱具有促进Aβ产生及Aβ在AD患者脑内沉积的功能。然而,COX-2介导的Aβ产生及沉积等一系列科学问题尚未解决。鉴于此,本项目拟采用COX-2特异性抑制剂, 结合信号传导、分子生物学和行为学等手段,明确COX-2及其代谢产物(PGs)调控淀粉样前体蛋白(APP)异常剪切、Aβ在神经元细胞间传播及Aβ在淀粉样斑块形成过程中的确切分子机制。在此基础上,筛选对COX-2介导的Aβ产生、传播和沉积具有抑制作用的小分子化合物,从而建立有效的AD干预措施,最终为防治AD奠定理论和实践基础。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(1)
Prostaglandin A1 Inhibits the Cognitive Decline of APP/PS1 Transgenic Mice via PPAR/ABCA1-dependent Cholesterol Efflux Mechanisms
前列腺素 A1 通过 PPAR/ABCA1 依赖性胆固醇流出机制抑制 APP/PS1 转基因小鼠的认知衰退
  • DOI:
    10.1007/s13311-018-00704-1
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Neurotherapeutics
  • 影响因子:
    5.7
  • 作者:
    Xu Guo Biao;Yang Liu Qing;Guan Pei Pei;Wang Zhan You;Wang Pu
  • 通讯作者:
    Wang Pu
Prostaglandin I2 upregulates the expression of anterior pharynx-defective-1alpha and anterior pharynx-defective-1beta in amyloid precursor protein/presenilin 1 transgenic mice.
前列腺素 I2 上调淀粉样前体蛋白/早老蛋白 1 转基因小鼠中前咽缺陷 1α 和前咽缺陷 1β 的表达。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    Aging Cell
  • 影响因子:
    7.8
  • 作者:
    Xu, Guo-Biao;Yu, Xin;Wang, Yue;Wang, Zhan-You
  • 通讯作者:
    Wang, Zhan-You
Magnesium ion influx reduces neuroinflammation in Aβ precursor protein/Presenilin 1 transgenic mice by suppressing the expression of interleukin-1β
镁离子流入通过抑制白介素-1β 的表达来减少 Abeta 前体蛋白/早老素 1 转基因小鼠的神经炎症。
  • DOI:
    10.1038/cmi.2015.93
  • 发表时间:
    2017-05-01
  • 期刊:
    CELLULAR & MOLECULAR IMMUNOLOGY
  • 影响因子:
    24.1
  • 作者:
    Wang, Pu;Yu, Xin;Wang, Zhan-You
  • 通讯作者:
    Wang, Zhan-You
Magnesium Ions Inhibit the Expression of Tumor Necrosis Factor α and the Activity of γ-Secretase in a β-Amyloid Protein-Dependent Mechanism in APP/PS1 Transgenic Mice.
镁离子抑制 APP/PS1 转基因小鼠中 β-淀粉样蛋白依赖性机制中肿瘤坏死因子 α 的表达和 γ-分泌酶的活性。
  • DOI:
    10.3389/fnmol.2018.00172
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    Frontiers in molecular neuroscience
  • 影响因子:
    4.8
  • 作者:
    Yu X;Guan PP;Zhu D;Liang YY;Wang T;Wang ZY;Wang P
  • 通讯作者:
    Wang P
Magnesium ion influx reduces neuroinflammation in Abeta precursor protein/Presenilin 1 transgenic mice by suppressing the expression of interleukin-1beta.
镁离子流入通过抑制白介素-1β 的表达来减少 Abeta 前体蛋白/早老素 1 转基因小鼠的神经炎症。
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    Cellular and Molecular Immunology
  • 影响因子:
    24.1
  • 作者:
    Wang, Yue;Zhang, Yan;Zhao, Hang;Wang, Zhan-You
  • 通讯作者:
    Wang, Zhan-You

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  • 作者:
    杨亮;王树国;游彦辉;葛晶;王璞
  • 通讯作者:
    王璞

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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