自然发生的抗Bim抗体在阿尔茨海默病中减少并在小鼠模型中减轻AD型病理

Naturally-Occurring Antibodies Against Bim are Decreased in Alzheimer's Disease and Attenuate AD-type Pathology in a Mouse Model.

作者信息Jie-Ming Jian, Dong-Yu Fan, Ding-Yuan Tian, Yuan Cheng, Pu-Yang Sun, Cheng-Rong Tan, Gui-Hua Zeng, Chen-Yang He, Ye-Ran Wang, Jie Zhu, Xiu-Qing Yao, Yan-Jiang Wang, Yu-Hui Liu
PMID35570231
发布时间2022-09
DOI10.1007/s12264-022-00869-y

实验完整度

高

包含临床样本分析、APP/PS1小鼠体内干预、SH-SY5Y细胞体外功能验证和机制研究,证据层级覆盖患者、动物、细胞,并进行行为学、病理学和分子生物学检测。

主要模型

APP/PS1转基因小鼠(C57BL/6背景,雌性) SH-SY5Y-APP695细胞(稳定共表达APPswe和PS1wt) AD患者血浆样本(55例AD、28例非AD痴呆、70例认知正常对照)

重点核对

NAbs-Bim的纯度与特异性(Western blot验证与Bim结合) NAbs-Bim注射剂量与频率(5 μL,0.563 μg/μL,每周一次,共4周) APP/PS1小鼠品系、月龄与性别(8月龄,雌性C57BL/6背景) SH-SY5Y细胞的处理浓度与时间(Bim或NAbs-Bim 5.63 μg/mL,48小时)

摘要

增加的神经元凋亡是阿尔茨海默病(AD)的重要病理特征。Bcl-2相互作用细胞死亡介质(Bim)介导淀粉样蛋白-β(Aβ)诱导的神经元凋亡。针对Bim的自然发生抗体(NAbs-Bim)存在于人血液中,其在AD中的水平和功能未知。在本研究中,我们发现AD患者循环中的NAbs-Bim减少。血浆NAbs-Bim水平与脑淀粉样蛋白负担负相关,与认知功能正相关。此外,从静脉注射免疫球蛋白中纯化的NAbs-Bim挽救了行为缺陷,并改善了APP/PS1小鼠中Aβ沉积、tau过度磷酸化、小胶质细胞增生和神经元凋亡。体外研究表明,NAbs-Bim通过中和Bim介导的神经元凋亡和淀粉样前体蛋白的淀粉样生成过程,对AD具有神经保护作用。这些发现表明,NAbs-Bim的减少可能有助于AD的发病机制,针对Bim的免疫疗法有望治疗AD。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
AD患者血浆中天然抗Bim抗体(NAbs-Bim)的水平是否改变,以及这些抗体是否对AD型病理具有保护作用?
核心机制
NAbs-Bim通过中和Bim介导的神经元凋亡和淀粉样前体蛋白(APP)的淀粉样生成过程,降低BACE1表达,减少Aβ生成,从而发挥神经保护作用。
主要证据
临床关联分析显示NAbs-Bim水平与认知评分正相关、与淀粉样负担负相关;体内实验表明NAbs-Bim改善APP/PS1小鼠行为缺陷、减少Aβ沉积、tau过度磷酸化和神经元凋亡;体外实验证实NAbs-Bim抑制Bim诱导的凋亡和Aβ生成。
研究意义
研究提示NAbs-Bim减少可能参与AD发病,针对Bim的免疫疗法有望成为AD的治疗策略。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

临床样本分析

检测AD患者血浆中NAbs-Bim水平,并评估其与认知功能及淀粉样负担的相关性。

纳入AD、非AD痴呆和认知正常对照组,通过ELISA检测血浆NAbs-Bim水平,用SIMOA检测血浆Aβ和tau,用PiB-PET评估脑淀粉样负担,并进行相关分析。

2

NAbs-Bim纯化与特异性验证

从IVIg中纯化NAbs-Bim并验证其与Bim蛋白的特异性结合。

使用Pierce NHS激活琼脂糖树脂从IVIg中亲和纯化NAbs-Bim,通过Western blot检测其与重组Bim、脑匀浆内源性Bim的结合,并以Aβ42作为不相关蛋白对照。

3

体内功能验证(APP/PS1小鼠)

评估NAbs-Bim对APP/PS1小鼠行为缺陷和AD型病理的影响。

对8月龄雌性APP/PS1小鼠进行侧脑室注射NAbs-Bim或PBS(每周1次,共4周),随后进行Y迷宫和旷场行为测试,并通过免疫组化和Western blot分析Aβ病理、tau磷酸化、神经炎症和突触蛋白。

4

体外机制验证(SH-SY5Y细胞)

验证Bim促进Aβ生成和神经元凋亡,并验证NAbs-Bim的拮抗作用。

用Bim蛋白、Bim+NAbs-Bim或siRNA处理SH-SY5Y-APP695细胞,通过线粒体染色、CCK-8实验、Western blot检测细胞活性、凋亡相关蛋白及APP代谢产物。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
硝酸纤维素膜Bio-Rad--
IRDye 800 CW二抗Li-Cor--
Odyssey荧光扫描仪Li-Cor--
重组Bim蛋白Sangon Biotech--
96孔ELISA板Corning--
TMB底物Sigma--
ELISA终止液Sigma--
SpectraMax发光仪Molecular Devices--
SIMOA人神经病学3-Plex A检测试剂盒Quanterix--
Pierce NHS活化琼脂糖干树脂Thermo Scientific--
离心柱Thermo Scientific Pierce--
洗脱缓冲液Thermo Scientific--
Micro BCA蛋白定量试剂盒Pierce--
Aβ42肽GL Biochem--
白蛋白Solarbio--
DMEM/F12培养基----
胎牛血清----
遗传霉素(G418)Invitrogen--
青霉素/链霉素Thermo Scientific--
重组Bim蛋白Sangon Biotech--
针对Bim的siRNA----
CytoPainter线粒体染色试剂盒Abcam--
CCK-8试剂盒MedChemExpress--
Alexa Fluor 488二抗Invitrogen--
DAPI封片剂Santa Cruz--
抗Aβ抗体6E10BioLegend803008
刚果红Sigma-Aldrich048K0704V
抗CD68抗体Abcamab213363
抗GFAP抗体Abcamab68428
抗pT231抗体Signalway11110
抗NeuN抗体Abcamab104225
抗caspase-3抗体Abcamab13847
抗MAP-2抗体Abcamab11267
抗BACE1抗体SigmaB0681
抗ADAM10抗体Cell Signaling Technology14194S
抗PS1抗体Cell Signaling Technology5643S
抗IDE抗体Abcamab32216
抗NEP抗体MilliporeAB5458
抗LRP-1抗体Abcamab92544
抗RAGE抗体Abcamab3611
抗pS181抗体Signalway11107
抗pS396抗体Signalway11102
抗总tau抗体(Tau5)MilliporeMAB361
抗PSD-95抗体MilliporeMABN68
抗PSD-93抗体Abcamab151721
抗SYN-1抗体MilliporeMABN894
抗Snap抗体MilliporeMAB331-C
抗VAMP抗体SigmaSAB2107401
抗Bim抗体Abcamab32158
抗BAX抗体Abcamab32503
抗BAK抗体Abcamab104124
抗FADD抗体Abcamab124812
抗FLIP抗体Abcamab8421
抗β-actin抗体Sigma-AldrichA1978
ANY-maze追踪系统Stoelting--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
临床样本采集
AD和非AD痴呆诊断标准(NIA-AA 2018,PiB-PET阳性或阴性);血浆样本收集时间(早晨07:00-09:00)、离心和储存条件
阅读提示:Materials and Methods 中的 Study Population 和 Dementia Diagnosis 部分
血浆NAbs-Bim检测
ELISA包被Bim蛋白浓度(50 μg/mL)、血浆稀释比例(1:200)、二抗稀释度(1:10000)、显色和终止步骤
阅读提示:Materials and Methods 中的 Measurements of Human Plasma NAbs-Bim, Aβ, and Tau Levels
NAbs-Bim纯化
IVIg来源、Bim蛋白偶联浓度(0.5 mg/mL)、树脂类型(Pierce NHS-Activated Agarose)、洗脱和中和条件
阅读提示:Materials and Methods 中的 Purification of NAbs-Bim
动物实验
APP/PS1小鼠品系、月龄(8月龄)、性别(雌性)、注射剂量(5 μL NAbs-Bim 0.563 μg/μL或PBS)、注射频率(每周1次,共4周)、侧脑室坐标、麻醉方法(戊巴比妥钠0.7%腹腔注射)
阅读提示:Materials and Methods 中的 Administration of NAbs-Bim, Brain Sampling and Processing 和 Behavioral Tests
细胞实验
SH-SY5Y-APP695细胞培养条件(DMEM/F12, 10% FBS, 0.5% G418, 100U/mL青霉素/链霉素)、处理方法(Bim、NAbs-Bim、siRNA-Bim浓度与时间)、检测方法(CCK-8、线粒体染色、Western blot)
阅读提示:Materials and Methods 中的 Cell Lines and Cultures, Mitochondrial Staining, CCK8 Assay, Cellular Immunofluorescence 部分