假基因Lamr1-ps1加重阿尔茨海默病模型小鼠的早期空间学习记忆缺陷

Pseudogene Lamr1-ps1 Aggravates Early Spatial Learning Memory Deficits in Alzheimer's Disease Model Mice.

作者信息Zhuoze Wu, Xiaojie Liu, Yuntai Wang, Zimeng Zeng, Wei Chen, Hao Li
PMID39746896
发布时间2025-04
DOI10.1007/s12264-024-01336-6

实验完整度

高

包含细胞模型(N2a、HT22)和动物模型(APP/PS1小鼠)两个独立层级,并进行了功能验证(MWM、NOR)和机制验证(双荧光素酶、miRNA干预)。

主要模型

APP/PS1小鼠 N2a细胞 HT22细胞 HEK293T细胞

重点核对

Lamr1-ps1在6月龄和12月龄APP/PS1小鼠海马中的表达上调(qPCR验证) AAV-Lamr1-ps1注射后Bace1蛋白表达变化(Western blot) miR-29c-3p与Lamr1-ps1的结合位点(双荧光素酶报告基因) miR-29c-3p agomir注射后行为学改善(Morris水迷宫)

摘要

阿尔茨海默病(AD)是一种病因复杂的神经退行性疾病,在临床症状出现之前表现出一系列病理变化。在这些早期变化中,非编码RNA(ncRNA)表达的改变已成为关键事件。在本研究中,我们聚焦于ncRNA的异常表达,并发现层粘连蛋白受体的假基因Lamr1-ps1在APP/PS1小鼠中显著加重早期空间学习和记忆缺陷。通过生物信息学预测与实验验证相结合,我们确定了miR-29c/Bace1通路可能是Lamr1-ps1影响AD病理的潜在调控机制。重要的是,在小鼠中增加miR-29c-3p水平可改善记忆缺陷,强调了靶向miR-29c-3p在早期AD干预中的治疗潜力。本研究不仅为假基因在AD中的作用提供了新的见解,也为考虑miR-29c作为可行的治疗靶点奠定了坚实基础,为AD研究和治疗策略提供了新途径。

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
Lamr1-ps1是否影响阿尔茨海默病模型小鼠的早期空间学习记忆缺陷,其潜在分子机制是什么?
核心机制
Lamr1-ps1作为分子海绵吸附miR-29c-3p,从而上调Bace1表达,加剧Aβ沉积和认知缺陷。
主要证据
在APP/PS1小鼠和N2a细胞中过表达Lamr1-ps1上调Bace1;双荧光素酶实验证实miR-29c-3p直接结合Lamr1-ps1;miR-29c-3p agomir降低Bace1并改善MWM表现。
研究意义
研究为假基因在AD中的作用提供新视角,并支持miR-29c作为早期AD干预的潜在治疗靶点。

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

筛选差异表达lncRNA

鉴定AD小鼠中异常表达的lncRNA,重点关注疾病早期阶段。

对3、6、12月龄APP/PS1小鼠海马进行Microarray分析,与同年龄WT比较,筛选DElncRs,并选择其中7个进行qPCR验证。

2

确定Lamr1-ps1的定位与表达

验证Lamr1-ps1在脑中的细胞类型特异性及其对Aβ处理的响应。

通过FISH与NeuN、GFAP共染确定Lamr1-ps1主要定位于神经元;用Aβ1-42处理N2a和HT22细胞,检测Lamr1-ps1表达。

3

验证Lamr1-ps1对Bace1的调控

检测过表达或敲低Lamr1-ps1对Bace1及APP、Lamr1表达的影响。

在N2a细胞中转染Lamr1-ps1过表达质粒或shRNA,通过qPCR和Western blot检测Bace1、Lamr1、APP水平;然后在APP/PS1小鼠海马注射AAV-Lamr1-ps1,检测Bace1表达。

4

检测Lamr1-ps1对认知功能的影响

评估过表达Lamr1-ps1是否加重AD小鼠的早期学习记忆缺陷。

对6月龄APP/PS1小鼠进行AAV-Lamr1-ps1注射,28天后通过Golgi染色、Morris水迷宫和新型物体识别测试评估神经形态和行为学变化。

5

探究Lamr1-ps1的ceRNA机制

验证Lamr1-ps1是否通过miRNA海绵机制调控Bace1。

通过生物信息学预测miRNA靶点,qPCR筛选受Lamr1-ps1影响的miRNA,使用miRNA mimics验证对Bace1的影响,并通过双荧光素酶报告实验验证miR-29c-3p与Lamr1-ps1的相互作用。

6

评估miR-29c-3p的治疗潜力

验证补充miR-29c-3p是否能改善AD小鼠的认知缺陷并降低Bace1和Aβ水平。

向9月龄APP/PS1小鼠海马注射miR-29c-3p agomir,3周后检测Bace1、Lamr1-ps1表达、Aβ沉积,并进行水迷宫测试。

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
TRIzolInvitrogen15596026
DMEM培养基----
胎牛血清----
青霉素-链霉素----
cDNA合成试剂盒Yeasen11141ES60
qPCR预混液Yeasen11201ES03
DIG RNA标记试剂盒Merck11175025910
原位杂交检测试剂盒BosterMK1034
抗NeuN抗体Abcamab104224
抗GFAP抗体Abcamab7260
抗β-淀粉样蛋白抗体Biolegend800708
生物素标记二抗BeyotimeP0612
DAB显色试剂盒BeyotimeP0202
Alexa Fluor 546二抗Thermo Fisher Scientific--
RIPA裂解液Beyotime BiotechnologyP0013
抗APP抗体Abcamab32136
抗Bace1抗体BosterBM5148
抗Lamr1抗体Proteintech14533-1-AP
抗GAPDH抗体Proteintech60004-1-Ig
ECL化学发光试剂盒BeyotimeP0018
小鼠Aβ1-42 ELISA试剂盒ElabscienceE-EL-M3010
Aβ1-42寡聚体SigmaA9810
miR-29c-3p模拟物Ribobio--
miR-129-1-3p模拟物Ribobio--
AAV-Lamr1-ps1Genechem--
miR-29c-3p激动剂Ribobio--
psiCHECK2质粒----
双荧光素酶报告基因试剂盒BeyotimeRG027

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
动物饲养
雄性C57BL/6和APP/PS1小鼠,每笼3-5只,温度21±1°C,湿度50%±5%,12小时光暗周期
阅读提示:Materials and Methods, Animals
细胞培养和处理
N2a和HT22细胞培养条件:DMEM+10%FBS+1%青霉素/链霉素,37°C、5%CO2;Aβ1-42处理浓度(0、5、10 μmol/L)和处理时间(48小时)
阅读提示:Materials and Methods, Cell Culture and Treatment
基因过表达/敲低
细胞转染:Lamr1-ps1过表达质粒或shRNA(ShRNA1、ShRNA3);AAV注射:2 μL AAV-Lamr1-ps1(滴度10^13)或对照,注射后28天进行行为学
阅读提示:Materials and Methods, Brain Stereotaxic Injection; Result, Lamr1-ps1 Enhances the Expression of Bace1
miRNA干预
miR-29c-3p agomir溶于生理盐水(5 μmol/L),注射2 μL至海马;对照组为scrambled control;行为学在注射后21天进行
阅读提示:Materials and Methods, Brain Stereotaxic Injection; Result, Therapeutic Amelioration
行为学测试
MWM:训练6天,每天3次,每次90秒,隐藏平台直径6cm;NOR:适应5分钟,训练5分钟,测试5分钟
阅读提示:Materials and Methods, Morris Water Maze Test and Novel Object Recognition; Figure legends for Fig. 4
分子检测
qPCR:反应体系10 μL,含5 μL 2×qPCR Mix,1 μL引物混合物(10 nmol/L),1 μL cDNA模板(稀释1:5);循环:95°C/3min,40×(95°C/10s, 60°C/30s);Western blot:一抗浓度如anti-Bace1 (1:1000), anti-APP (1:2000)等
阅读提示:Materials and Methods, RT-qPCR and Western Blot; Supplementary Tables for primers
双荧光素酶报告实验
psiCHECK2载体,插入Lamr1-ps1片段(~300bp,含结合位点)或突变序列,共转染miR-29c-3p mimic或scrambled control至HEK293T,检测时间48小时
阅读提示:Materials and Methods, Dual-Luciferase Reporter Assay; Result, Lamr1-ps1 Regulates...