多酚类多糖云芝多糖通过增强单核细胞淀粉样蛋白-β加工预防阿尔茨海默病型病理和认知缺陷

Polysaccharide Krestin Prevents Alzheimer's Disease-type Pathology and Cognitive Deficits by Enhancing Monocyte Amyloid-β Processing.

作者信息Si-Han Chen, Chen-Yang He, Ying-Ying Shen, Gui-Hua Zeng, Ding-Yuan Tian, Yuan Cheng, Man-Yu Xu, Dong-Yu Fan, Cheng-Rong Tan, An-Yu Shi, Xian-Le Bu, Yan-Jiang Wang
PMID34611829
发布时间2022-03
DOI10.1007/s12264-021-00779-5

实验完整度

高

包含体外单核细胞实验、TLR2拮抗剂验证、体内APP/PS1小鼠模型及行为学、病理学、生化和流式细胞术等多层级验证。

主要模型

人外周血单核细胞 APP/PS1转基因小鼠

重点核对

PSK浓度(0-200 µg/mL)对单核细胞Aβ42摄取的影响 TLR2拮抗剂(Anti-human TLR2)预处理对PSK刺激Aβ摄取的影响 PSK腹腔注射剂量(2 mg/只,每周3次,共6个月)对APP/PS1小鼠认知功能的影响 Aβ42降解实验中与PSK共孵育时间(72小时)和检测终点 脑组织Aβ40和Aβ42水平在不同提取组分(TBS、SDS、FA)中的分布

摘要

外周系统对淀粉样蛋白β蛋白(Aβ)清除的缺陷在散发性阿尔茨海默病(AD)的发病机制中起关键作用。功能障碍的单核细胞对Aβ摄取受损被认为是AD外周Aβ清除缺陷的主要机制之一。在本研究中,采用流式细胞术、生化和行为学技术研究了多糖云芝多糖(PSK)对体外和体内AD相关病理的影响。我们发现,广泛用于多种癌症治疗的PSK在体外具有增强人单核细胞摄取和胞内加工Aβ的潜力。通过腹腔注射PSK后,APP/PS1小鼠在行为测试中表现更好,同时Aβ沉积、神经炎症、神经元丢失和tau过度磷酸化减少。这些结果表明,PSK通过增强血单核细胞对Aβ的清除并减轻AD样病理,有望成为AD的预防剂。

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
PSK是否通过增强单核细胞对Aβ的摄取和加工来预防AD样病理和认知缺陷?
核心机制
PSK通过激活TLR2受体增强单核细胞对Aβ42的摄取和胞内加工(内体-溶酶体途径),促进外周Aβ清除,进而减轻脑内Aβ沉积、神经炎症、神经元丢失和tau过度磷酸化,改善认知功能。
主要证据
体外实验显示PSK增加单核细胞TLR2表达和Aβ42摄取,且TLR2拮抗剂可抵消此效应;体内实验显示PSK处理APP/PS1小鼠减少脑淀粉样斑块、Aβ水平、胶质增生、神经元凋亡和tau磷酸化,并改善水迷宫和Y迷宫表现。
研究意义
PSK作为一种已用于癌症治疗的安全药物,具有预防AD的潜力,值得进行临床试验。

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

体外单核细胞Aβ摄取实验

验证PSK是否增强人单核细胞对Aβ42的摄取,并确定最佳刺激浓度。

分离人PBMC,与不同浓度PSK(0-200 µg/mL)共孵育48小时,然后加入FITC-Aβ42(2 μg/mL)孵育1小时,通过流式细胞术检测单核细胞中FITC-Aβ42的平均荧光强度。

2

TLR2介导机制验证

确定PSK增强Aβ摄取是否通过TLR2介导。

在加入PSK前1小时,用纯化抗人TLR2抗体预处理单核细胞,然后检测PSK处理后单核细胞对FITC-Aβ42的摄取,并检测单核细胞表面TLR2、TREM2、CD36和MSR1的表达。

3

Aβ降解实验

验证PSK是否增强单核细胞对已摄取Aβ42的降解。

分离人单核细胞,先与Aβ42孵育过夜,去除细胞外Aβ后,加入PSK(100 µg/mL)或PBS继续培养72小时,收集细胞外培养基和细胞裂解液,用ELISA检测Aβ42水平。

4

体内PSK预防实验

评估PSK对APP/PS1小鼠认知功能、AD病理和单核细胞Aβ摄取的影响。

3月龄APP/PS1小鼠随机分为PSK组和对照组,分别腹腔注射PSK(2 mg/只)或PBS,每周3次,持续6个月,然后进行行为学测试,并分析脑组织病理、Aβ水平和单核细胞功能。

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
RPMI培养基----
胎牛血清Gibco--
青霉素/链霉素----
Ficoll-Hypaque分离液----
小鼠淋巴细胞分离液试剂盒TBD ScienceLTS1077
CD14磁珠Miltenyi Biotec130050201
二甲基亚砜Sigma-Aldrich--
云芝多糖QixingZ44022418
FITC标记的Aβ42GL Biochem724354
Human TruStain FcXBiolegend422302
抗小鼠CD16/CD32抗体Biosciences553141
APC标记抗人CD14抗体BD561708
BB515标记抗人CD282抗体BD565597
Percp-CyTM5.5标记抗人CD36抗体BD561536
BV421标记抗人MSR1抗体BD0346182
PE标记抗人TREM2抗体BD237920
PE标记抗小鼠CD115抗体BD525649
FITC标记抗小鼠CD11b抗体BD587396
PerCP标记抗小鼠CD45抗体BD557235
APC标记抗小鼠Ly-6C抗体BD560595
BV421标记抗小鼠TLR2抗体BD565908
NovoCyte流式细胞仪ACEA Biosciences--
FACS Navios流式细胞仪Beckman--
ISX成像流式细胞仪Amnis--
抗人CD14单克隆抗体Abcamab182032
抗EEA1抗体Abcamab109110
抗LAMP1抗体Abcamab62562
抗LAMP2抗体Abcamab18528
Alexa Fluor 594标记抗小鼠IgGInvitrogen2110496
含DAPI封片剂Santa Cruz10319
RIPA裂解液BeyotimeP0013B
Aβ42 ELISA试剂盒InvitrogenKHB3544
Aβ40 ELISA试剂盒InvitrogenKHB3481
IL-6 ELISA试剂盒RayBioELM-IL6
IL-1β ELISA试剂盒RayBioELM-IL1b
INF-γ ELISA试剂盒RayBioELM-IFNg
TNF-α ELISA试剂盒RayBioELM-TNFa
SDS-PAGE凝胶(4%-20%)KeyGEN--
抗APP C端抗体Millipore171610
抗Aβ抗体(6E10)BioLegend803016
抗sAPP抗体(22C11)Sigma22C11
抗BACE1抗体Abcamab2077
抗ADAM10抗体Abcamab1997
抗PS1抗体Cell Signaling5643
抗IDE抗体Abcamab32216
抗NEP抗体MilliporeAB5458
抗RAGE抗体MilliporeMAB5328
抗LRP1抗体Abcamab92544
抗PS396抗体Signalway11102
抗PS231抗体Signalway11110
抗总tau抗体Milliporeab80579
抗β-actin抗体SigmaA1978
IRDye 800 CW二抗LiCOR--
Morris水迷宫----
Y迷宫----
旷场实验箱----
刚果红----
抗GFAP抗体Abcamab134436
抗CD68抗体Abcamab125212
抗Iba1抗体Wako019-19741
抗NeuN抗体Abcamab104224
抗caspase-3抗体Abcamab13847
抗MAP2抗体Abcamab183830

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
体外单核细胞Aβ摄取实验
PSK浓度(0-200 µg/mL)对Aβ42摄取的影响,最佳浓度100 µg/mL;TLR2拮抗剂预处理时间(1小时)
阅读提示:Materials and Methods中Aβ Uptake Assay和Figure 1C-E
TLR2介导机制验证
TLR2拮抗剂(anti-human TLR2, BD 558317)的使用浓度和预处理时间;表面受体检测的抗体克隆和荧光标记
阅读提示:Materials and Methods中Flow Cytometry和Figure 2A-J
Aβ降解实验
Aβ42孵育过夜的条件;PSK浓度(100 µg/mL)和处理时间(72小时);ELISA检测试剂盒
阅读提示:Materials and Methods中Aβ Degradation Assay和Figure 1F-G
体内PSK预防实验
APP/PS1小鼠性别(雌性)、年龄(3月龄)、给药剂量(2 mg/只)、频率(3次/周)、持续时间(6个月)、每组样本量(n=8)
阅读提示:Materials and Methods中Intraperitoneal Injection of PSK in Mice和Results相应部分
行为学测试
Y迷宫交替百分比的计算方法;Morris水迷宫定位航行试验和探索试验的具体参数;旷场实验测试时间
阅读提示:Materials and Methods中Behavioral Tests和Figure 3