阿爾茲海默癥簡析

李夢潔

(北京市海淀外國語實驗學校 北京 100095)

一、背景

阿爾茲海默癥最早由德國精神科醫師及神經病理學家愛羅斯·阿爾茨海默于1906年描述記錄，之后以他的名字命名此類病癥。它是一種不可逆的慢性進行性中樞神經系統變性導致的癡呆，是老年性癡呆的最常見病因。多發生于老年或老年前期，85歲以上發病率最高，女性多于男性，北方多于南方，農村多于城市。阿爾茲海默癥以癡呆為主要表現，病程不等，平均為7年，多死于并發癥。2016年世界上有4000萬人患有阿爾茲海默癥，中國有1000萬人，平均每年增長30萬，預計到2050年世界上將有1億5000萬人，中國將有3000萬人[1]。阿爾茲海默癥的發病機制有以下幾種，Aβ毒性學說（老年斑）、TAU蛋白代謝異常（NFTS）、神經炎癥學說、心腦級聯學說、膽堿能缺乏及興奮性氨基酸毒性等[2]。

Aβ蛋白是由APP蛋白被相應的蛋白酶剪切而產生，Aβ蛋白可通過胞吐由細胞內釋放，在細胞質中積累。Aβ蛋白可被溶酶體消滅，但隨著年齡的增長，溶酶體膜的通透性改變，使Aβ蛋白更易流出，導致Aβ蛋白累積。同時，溶酶體內的酶活性也會減低，導致溶解效率降低，使Aβ蛋白累積。Aβ蛋白的累積會導致高爾基體囊泡增加，使樹突腫脹而變短，阻礙了神經遞質的傳遞[3]。

二、甘丙肽對神經元的保護作用

甘丙肽可以保護Aβ蛋白對細胞的損傷，利用顯微注射的手段向細胞內注射Aβ1-42的多肽、Aβ42-1的多肽和Aβ1-42的cDNA，通過注射DTR檢測細胞被注射的情況并用TUNEL追蹤該細胞的死亡情況。為了檢測DTR對細胞是否具有毒性，并通過注射DTR，發現DTR對細胞基本無影響，進一步實驗發現被注射Aβ1-42的多肽的細胞和Aβ1-42的cDNA的細胞的死亡率增多，而Aβ42-1的多肽對細胞基本無影響。說明導致細胞死亡的主要原因是Aβ1-42的累積。再向加入Aβ1-42的細胞中加入甘丙肽，發現細胞死亡率降低了，同時加入甘丙肽和galantide（甘丙肽的受體抑制劑）發現細胞死亡率無明顯變化，說明甘丙肽可以降低細胞的死亡率（如圖1）[4]。

圖1 甘丙肽可保護神經元死亡

研究表明，細胞內有三個甘丙肽受體R1、R2及R3，其中R2和R3在細胞中表達更多一些。向加入Aβ1-42的細胞中分別加入R1、R2及R3的特異性抗體，發現三者的抗體對細胞死亡無影響，再分別加入甘丙肽，發現此時加入R2抗體組細胞的死亡率沒有降低，說明主要是R2受體在發揮主要作用（如圖2）[4]。

圖2 甘丙肽可通過相應的受體發揮作用

為了進一步揭示甘丙肽降低細胞死亡率的原因，根據研究表明，在細胞凋亡過程中主要是Bax主要發揮作用，分別向Bax（2D2）、Bax（6A7）中加入Aβ1-42、Aβ1-42和甘丙肽、Aβ1-42和甘丙肽和甘丙肽受體抑制劑，發現甘丙肽可以顯著降低Bax（2D2）、Bax（6A7）的含量，說明甘丙肽通過抑制細胞凋亡發揮作用（如圖3）[4]。

甘丙肽降低Bax表達有兩種可能，一種可能是降低了Bax的表達量，亦或是Bax的降解更多了。通過觀察啟動子的變化，發現加入甘丙肽后Bax啟動子的活性降低了，所以Bax的表達降低，再加入與Bax無關的啟動子，發現Bax的表達也降低，說明Bax降解的也多了（如圖3）[4]。

圖3 甘丙肽提高Bax的降解水平

以上實驗共同表明，甘丙肽可以通過降低Bax的表達量來降低細胞凋亡，從而降低由于Aβ蛋白累積促使細胞死亡的死亡率。

三、嗎啡對神經元的保護作用

嗎啡可以保護Aβ蛋白對細胞的損傷，利用顯微注射的手段向細胞內注射Aβ1-42的同時并注射嗎啡，發現嗎啡可以降低細胞的死亡率，分別加入不同濃度的嗎啡，發現嗎啡在0.5-5 μmol/L都可以有效降低死亡率，其中1μmol/L效果最好。分別注射EM-1（嗎啡的代謝產物）及EM-2（嗎啡的代謝產物），對細胞死亡無影響，再分別注射Aβ1-42，發現都可以降低細胞的死亡率。直接將嗎啡、EM-1及EM -2加入到小鼠腦內，發現細胞死亡率降低了。用EGFP染色，發現加入Aβ1-42和嗎啡后的Bax含量比對照組的含量低。除此之外，加入嗎啡后也可以明顯的提高由于Aβ造成的神經功能的衰退（如圖4）[5]。

進一步探究嗎啡對神經元的保護機制，發現嗎啡中有三種受體，加入三種受體MOR、DOR及KOR的抑制劑后發現嗎啡作用效果降低了，說明是嗎啡受體起主要作用，再分別加入三種受體的特異性抑制劑，發現MOR受體對嗎啡影響最大。進一步通過加入干擾RNA確定了嗎啡的MOR受體發揮主要作用。除此之外，雌性激素受體也可對神經元有保護作用，加入雌性激素的同時加入嗎啡，發現細胞的死亡率沒有降低，此時嗎啡喪失了保護作用（如圖4）[5]。

雌性激素受體發揮作用的機制是怎樣的，有研究表明，雌激素能激活雌激素受體，加入嗎啡后活化的雌激素含量升高說明嗎啡可以增加雌激素的表達。那么，嗎啡又是如何增加雌激素的含量呢，研究表明，雌激素含量與P450有關，同時加入P450-RNAi（P450抑制劑）、Aβ及嗎啡，發現細胞死亡率沒有降低，說明P450確實參與該過程，并且加入嗎啡后P450含量升高，以上結果說明嗎啡可以通過增加P450的含量，從而增加雌激素的含量，進而活化雌激素受體，從而發揮保護神經元的作用（如圖4）[5]。

圖4 嗎啡可通過促進雌激素的釋放保護神經元

四、討論

阿爾茲海默癥是多發于老年的一種神經系統病，目前可以通過藥物緩解，但不能根治。隨著老齡化越來越嚴重，阿爾茲海默癥也會越來越多，因此，治療阿爾茲海默癥很重要。本研究通過查閱文獻的方式發現甘丙肽和嗎啡都可以通過不同的機制降低由于Aβ蛋白的累積造成的神經元的死亡，從而減少阿爾茲海默癥發病率，是否可以利用甘丙肽或嗎啡作為藥物來治療阿爾茲海默癥呢，該假設的實現仍需進一步實驗的驗證。本研究將會對阿爾茲海默癥的治療提供些許建議。