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AD疾病神經(jīng)元過度激活和睡眠障礙或與MCH功能紊亂關聯(lián)詳解

瀏覽次數(shù)：1594　發(fā)布日期：2023-5-23　來源：本站　僅供參考，謝絕轉載，否則責任自負

阿爾茨海默病（AD)患者前驅期存在睡眠障礙同時伴有突發(fā)性的癲癇樣放電。在Aβ沉積小鼠模型中，在睡眠和麻醉等低覺醒狀態(tài)下皮層和海馬神經(jīng)元的過度活躍更為突出。神經(jīng)穩(wěn)態(tài)可塑性參與調控多種重要的生理過程,神經(jīng)元的興奮性處于持續(xù)改變狀態(tài)時主動啟動程序化事件，對突觸功能進行調節(jié)以對抗神經(jīng)活性的持續(xù)性改變，維持正常的神經(jīng)功能，然而其異常可導致神經(jīng)網(wǎng)絡的興奮-抑制失衡。

Pmch基因編碼黑色素聚集激素（MCH)前體多肽,加工合成MCH，主要表達在外側下丘腦，在海馬幾乎無表達。海馬注射MCH可促進記憶，示蹤實驗發(fā)現(xiàn)下丘腦MCH陽性神經(jīng)元投射到海馬CA1區(qū)，在睡眠期間被激活。

2023年5月15日比利時腦和疾病VIB研究中心Joris de Wit研究團隊發(fā)現(xiàn)了在AD疾病早期海馬MCH表達上調介導異常的突觸可塑性，并引起睡眠結構的紊亂。

1、AD模型早期存在異常的穩(wěn)態(tài)突觸可塑性

研究人員通過電生理實驗發(fā)現(xiàn)2月齡和3月齡App-NL-G-F 小鼠海馬CA1腦區(qū)錐體神經(jīng)元自發(fā)性興奮性突觸后電流增加（該時期還未出現(xiàn)Aβ沉積），然而4月齡該品系小鼠自發(fā)性興奮性突觸后電流減弱，這種突觸可塑性在6月齡增強。免疫熒光實驗發(fā)現(xiàn)4月齡App-NL-G-F 小鼠海馬CA1腦區(qū)神經(jīng)元激活減少，在6月齡增加激活增多。
單細胞測序技術發(fā)現(xiàn)3.5月齡App-NL-G-F 小鼠海馬CA1腦區(qū)中200個差異性表達基因中約三分之一與突觸可塑性有關，其中Gria1和Gria2編碼AMPA受體(AMPAR)亞基表達降低，表達上調最為顯著的是Pmch。這些電生理、分子實驗證實App-NL-G-F 小鼠海馬CA1腦區(qū)錐體神經(jīng)元在3月到4月齡之間發(fā)生穩(wěn)態(tài)的突觸可塑性。

圖1：App-NL-G-F 小鼠海馬突觸可塑性存在時間依賴性變化

2、海馬MCH調控穩(wěn)態(tài)突觸可塑性

為進一步證實MCH在海馬突觸可塑性中的作用，離體細胞實驗發(fā)現(xiàn)孵育MCH可減弱海馬神經(jīng)元興奮性突觸后電流，GluA1絲氨酸845位點磷酸化水平表達降低，在給與GABAB受體激動劑后可明顯阻斷MCH誘發(fā)的突觸強度減弱效應。3月齡App-NL-G-F 小鼠CA1腦區(qū)錐體神經(jīng)元孵育MCH后也可明顯減弱微小興奮性突觸后電流。

圖2.海馬MCH調控穩(wěn)態(tài)突觸可塑性

3、AD早期海馬 MCH 軸突形態(tài)出現(xiàn)障礙

在經(jīng)歷睡眠剝奪后出現(xiàn)睡眠反彈過程中，野生型小鼠海馬腦區(qū)MCH陽性神經(jīng)元激活增多，但在App-NL-G-F 小鼠并沒有出現(xiàn)這種增強。進一步記錄不同睡眠時期時長，結果發(fā)現(xiàn)App-NL-G-F 小鼠快速眼動睡眠時間減少，但非快速眼動睡眠和覺醒時期兩個階段維持時間未發(fā)生變化。

免疫熒光實驗發(fā)現(xiàn)6月齡App-NL-G-F 小鼠海馬腦區(qū)MCH陽性信號面積增多，在AD患者中也能觀察到類似變化。在睡眠剝奪和睡眠反彈期野生型小鼠海馬腦區(qū)MCH陽性信號個數(shù)增多，然而App-NL-G-F 小鼠并不存在這種變化，這些結果表明App-NL-G-F 小鼠MCH陽性軸突形態(tài)出現(xiàn)障礙。