阿爾茨海默疾�。ˋlzheimer disease，AD），即老年癡呆癥，是一種起病隱匿的進行性中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行疾病，病因迄今未明。因此，闡明AD的發(fā)病機制，尋找相對應(yīng)的治療方法是亟待解決的問題。
2019年3月，來自日本京都大學(xué)的Minako Hoshi研究團隊在Cell子刊iScience上發(fā)表了關(guān)于AD發(fā)病機制的新成果" Alzheimer Aβ Assemblies Accumulate in ExcitatoryNeurons upon Proteasome Inhibition and Kill Nearby NAKa3 Neurons by Secretion "。
在該文章中，借助YOKOGAWA的CQ1雙轉(zhuǎn)盤高內(nèi)涵分析系統(tǒng)，實現(xiàn)了高通量的共聚焦成像及定量分析統(tǒng)計，準確的定量了β-淀粉樣蛋白聚集體(ASPD)在興奮神經(jīng)元中的聚集水平（圖1）及ASPD對鄰近NAKα3神經(jīng)元的殺傷作用（圖2）。
該課題組在2003年于AD患者腦內(nèi)發(fā)現(xiàn)了由30個β-淀粉樣蛋白（Aβ）聚集體，即ASPD，具有神經(jīng)毒性，會導(dǎo)致神經(jīng)元細胞發(fā)生退行性病變，并發(fā)現(xiàn)Na+-K+-ATPaseα3(NAKα3)是ASPD介導(dǎo)神經(jīng)退行性病變的唯一靶點。
在此基礎(chǔ)上，他們研究了蛋白酶體與ASPD的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)抑制蛋白酶體的活性, 顯著增加興奮神經(jīng)元內(nèi)的ASPD水平，并改變ASPD在神經(jīng)元內(nèi)的分布，同時，分泌的ASPD殺死鄰近的NAKα3陽性神經(jīng)元（圖2)。這些發(fā)現(xiàn)加深了我們對AD患者大腦中Aβ聚集體形成和傳遞的理解，為將來研發(fā)治療AD的藥物開辟了可能。
圖1. ASPD只在興奮的神經(jīng)元中積累
在轉(zhuǎn)染淀粉樣蛋白前體的神經(jīng)元細胞（APPswe）中，蛋白酶體抑制劑MG132處理后，ASPD只在Math2陽性的興奮性神經(jīng)元細胞中積累，而在小清蛋白(PV)和鈣結(jié)合蛋白（calbindin）陽性的抑制性神經(jīng)元細胞中不積累。（MAP-2用來標記神經(jīng)元的樹突和軸突）
圖2. ASPD神經(jīng)毒性的定量分析
在轉(zhuǎn)染淀粉樣蛋白前體的神經(jīng)元細胞（APPswe）中，蛋白酶體抑制劑MG132處理后，ASPD的積累量增加，并對會導(dǎo)致NAKα3陽性神經(jīng)元細胞的死亡。添加mASD3抗體，拮抗分泌的ASPD蛋白，有效抑制神經(jīng)元細胞的死亡。
文中用到的CQ1是Yokogawa（日本橫河）于2014年推出的雙轉(zhuǎn)盤高內(nèi)涵分析系統(tǒng)，系統(tǒng)配備了最新一代微透鏡型雙轉(zhuǎn)盤共聚焦掃描模塊（CSU-W1），在成像效果、成像速度等方面具有得天獨厚的優(yōu)勢。得益于優(yōu)秀的整體光路設(shè)計，系統(tǒng)具有更高的光利用率，在保證成像質(zhì)量和成像速度的前提下，實現(xiàn)更低的光漂白和光毒性，能夠?qū)罴毎M行長時間連續(xù)成像。
系統(tǒng)軟件具有高效的分辨識別分析功能，能夠?qū)毎麅?nèi)的細胞器、顆粒、囊泡和塊狀物等進行數(shù)目、面積和熒光強度及其他參數(shù)的統(tǒng)計分析，對神經(jīng)元的樹突和軸突等進行統(tǒng)計分析，因此CQ1系統(tǒng)在神經(jīng)元研究領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。我們期待神經(jīng)元模型研究的進一步發(fā)展，成為阿爾茨海默癥的發(fā)生機制研究、新藥篩選、藥敏分析的高效平臺，促進疾病機制的闡釋和科研成果的臨床轉(zhuǎn)化。
參考文獻：Komura et al., Alzheimer Ab Assemblies Accumulate in Excitatory Neurons upon Proteasome Inhibition and Kill Nearby NAKa3 Neurons by Secretion, iScience (2019), https://doi.org/10.1016/j.isci.2019.01.018. |
