二苯乙烯苷对APP可变剪接的调节和干预作用

摘要：目的:β淀粉样蛋白(β-amyloid protein,Aβ)聚集形成的老年斑是阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的重要病理特征之一,由淀粉样前体蛋白(amyloid precusor protein,APP)经成淀粉途径多次水解形成.人APP基因表达受可变剪接调控,人脑内有三种APP可变剪接异构体产物.根据这些APP可变剪接异构体是否表达外显子7,可分为APP-KPI+和APP-KPI-两种类型.据报道,APP-KPI+在脑内的表达水平与Aβ的产生呈正相关.GSK3β是脑内和AD相关的主要的激酶之一,它的活性在AD脑内增加,是AD治疗中的一个潜在的重要靶点.我们的前期研究发现,二苯乙烯苷(stibene glucoside,TSG)能够减少APP转基因小鼠脑内Aβ含量和淀粉样斑块数量,改善学习记忆功能,但TSG对APP可变剪接和GSK3β的影响尚不清楚.方法:构建包含APP外显子7、8可变剪接的微型基因(mini-gene).人胚胎肾细胞(HEK-293FT)、小鼠神经母细胞瘤细胞(Neuro-2a,N2a)内转染APP mini-gene来模拟APP外显子7、8在体内的剪接.在神经细胞N2a内过表达GSK3β或下调其表达,用RT-PCR和qPCR观察GSK3β对APP可变剪接的影响.在HEK-293FT细胞内共表达剪接因子ASF和磷酸激酶GSK3β,用HA抗体免疫共沉淀ASF,GSK3β抗体检测ASF与GSK3β之间是否存在相互作用.将ASF、GSK3β单独或者共转染至HeLa细胞中,用荧光二抗进行染色,观察ASF和GSK3β的细胞定位.APP/PS1转基因鼠TSG(50 mg·kg-1·day-1)灌胃处理12个月,用Western blot或qPCR观察鼠脑内相关蛋白在mRNA和蛋白水平发生的改变.结果:APP mini-gene在HEK-293FT和N2a细胞系内进行表达,RT-PCR结果可见三个条带,经测序分别是APP770,APP751和APP695.过表达GSK-3β促进APP微型基因产物APP-KPI+在N2a细胞内的表达,siGSK3β则抑制APP-KPI+表达量;不同浓度LiCl处理SH-SY5Y细胞,内源性APP-KPI表达量随LiCl浓度增高而降低.SR蛋白ASF对APP-KPI+的表达影响大,是为重要的APP可变剪接调控因子.GSK3β可以被ASF免疫共沉淀,存在生理上的相互作用,并且免疫共定位实验显示ASF与GSK3β有很好的细胞内共定位.TSG抑制细胞内APP-KPI+的表达量,同时发现细胞内AKT-GSK3β信号通路可被TSG激活.在体内实验中,5月龄APP/PS1转基因小鼠灌胃给药TSG12个月后,脑内AKT和GSK3β磷酸化水平增加,APP-KPI+表达水平降低.结论:成功构建了研究APP-KPI表达的微型基因.TSG可以激活神经细胞和APP/PS1转基因鼠脑内的AKT-GSK3β通路;GSK3β通过与剪接因子ASF相互作用,从而抑制其促进APP-KPI+生成的能力;在体内长期喂食TSG可降低APP-KPI+表达.