ApoE4转基因小鼠在阿尔茨海默病研究中的应用进展_贺云.pdf

2022 年 12 月第 30 卷 第 8 期中国实验动物学报ACTA LABORATORIUM ANIMALIS SCIENTIA SINICADecember 2022Vol.30 No.8贺云,赵宏伟,齐冬梅,等.ApoE4 转基因小鼠在阿尔茨海默病研究中的应用进展 J.中国实验动物学报,2022,30(8):1128-1140.He Y,Zhao HW,Qi DM,et al.Progress in application of ApoE4 transgenic mice in research into Alzheimers disease J.Acta Lab Anim Sci Sin,2022,30(8):1128-1140.Doi:10.3969/j.issn.1005-4847.2022.08.016基金项目国家自然科学基金青年基金(82205078)。Fund by the National Natural Science Foundation Youth Fund(82205078).作者简介贺云(1996),女,在读硕士研究生,神经药理学。Email:hy2020110070 通信作者程肖蕊,博士,博士生导师,研究方向:中药药理研究。Email:cxr916 ;刘西建,博士,硕士生导师,研究方向:方剂效用机制及针药结合研究。Email:liuxijian6500 。共同通信作者ApoE4 转基因小鼠在阿尔茨海默病研究中的应用进展贺云1,赵宏伟2,齐冬梅2,程肖蕊2,刘西建1(1.山东中医药大学中医学院,济南 250355;2.山东中医药大学中医药创新研究院,济南 250355)【摘要】载脂蛋白 E(apolipoprotein E,ApoE)在脑中参与胆固醇和脂质代谢,将胆固醇输送到神经元,并清除脂质碎片以促进髓鞘修复。ApoE4 是 ApoE 三种亚型之一,为散发型阿尔茨海默病(sporadic Alzheimers disease,SAD)最主要的遗传危险因素。其发病机制可能涉及增加脑内-淀粉样蛋白(-amyloid,A)沉积并减少其清除率、Tau 蛋白过度磷酸化、脂质代谢异常和血脑屏障损伤。ApoE4 转基因小鼠最早在 2 4 月龄出现 A 相关病理表型,4 月龄时海马总 Tau 蛋白和磷酸化 Tau 蛋白含量增加,且发生神经元丢失、树突损坏及突触减少,9 月龄空间学习记忆能力下降。ApoE4 转基因小鼠广泛用于 AD 防治药物的研究,如胆碱酯酶抑制剂利斯的明、谷氨酰胺酶拮抗剂 JHU-083、GABA 能神经元受体增强剂戊巴比妥、改善脑血管功能障碍的表皮生长因子、二十二碳六烯酸、菊粉和姜黄素等。本综述可为 ApoE4 转基因小鼠在 AD 研究中的应用提供参考与借鉴作用。【关键词】阿尔茨海默病;载脂蛋白 E;ApoE4 转基因小鼠;学习记忆;脂质代谢【中图分类号】Q95-33 【文献标识码】A 【文章编号】1005-4847(2022)08-1128-13Progress in application of ApoE4 transgenic mice in research into Alzheimers diseaseHE Yun1,ZHAO Hongwei2,QI Dongmei2,CHENG Xiaorui2,LIU Xijian1(1.School of Chinese Medicine,Shandong University of Chinese Medicine,Jinan 250355,China.2.Chinese Medicine Innovation Research Institute,Shandong University of Chinese Medicine,Jinan 250355)Corresponding author:CHENG Xiaorui.E-mail:cxr916 ;LIU Xijian.E-mail:Liuxijian6500 【Abstract】The apolipoprotein E(ApoE)is involved in cholesterol and lipid metabolism in the brain,transporting cholesterol to neurons and removing lipid debris to facilitate myelin repair.ApoE4,one of three subtypes of ApoE,is the most important genetic risk factor for sporadic Alzheimers disease(AD).ApoE4 increases the deposition and reduces the clearance rate of A,enhances hyperphosphorylation of Tau protein,induces abnormal lipid metabolism in the brain,and impairs the brain and blood-brain barrier.ApoE4 transgenic mice were used to study AD pathogenesis and prevention.ApoE4 transgenic mice showed decreased abilities in spatial learning and memory at the age of 9 months and a pathological phenotype related to-amyloid at 2 4 months.At 4 months,total Tau and phosphorylated Tau levels increased,and a loss of neurons and damage to dendrites and synapses occurred in the hippocampus.ApoE4 transgenic mice have been used to study the prevention and treatment of AD drugs such as the GABA neuronal receptor agonist pentobarbital,the glutamine antagonist JHU-083,epidermal growth factor,inulin,and curcumin.This review provides a reference for those applying ApoE4 transgenic mice in AD research.【Keywords】Alzheimers disease;ApoE4;ApoE4 transgenic mice;Learning and memory;Lipid metabolismConflicts of Interest:The authors declare no conflict of interest.中国实验动物学报 2022 年 12 月第 30 卷第 8 期 Acta Lab Anim Sci Sin,December 2022,Vol.30,No.8 阿尔茨海默病(Alzheimers disease,AD)是一种常见的神经退行性疾病,主要表现为渐进性认知功能退化、记忆丧失、人格和行为改变等,AD 患者占 AD 及其他痴呆者的 63%70%1-2。脑内 A沉积导致的斑块和 Tau 蛋白过度磷酸化形成的神经纤维缠结及神经元丢失是该病的主要病理特征3。AD 发病机制复杂,迄今尚不明确,临床亦无有效治疗药物。大量临床和实验研究结果表明,ApoE4 等位基因是散发型 AD 最强、最主要的遗传危险因素4-5,但 ApoE4 诱导 AD 发病机制尚不清楚。ApoE4 转基因小鼠也被广泛用于 AD 发病机制和防治药物的研究。本文对 ApoE4 转基因小鼠的 AD 样性状及其在 AD 研究中的应用进行系统综述,为 AD相关研究提供借鉴。1 ApoE4 转基因小鼠1.1 载脂蛋白 E 与 AD 发生的关系ApoE 是一种由 299 个氨基酸残基组成的糖蛋白,分子量约为 34 103,主要在肝合成,通过介导肝清除脂蛋白颗粒而在血浆胆固醇稳态中发挥关键作用6,同时也在大脑中产生,过去认为主要是在星形胶质细胞中产生7,近期发现小胶质细胞及神经元中的表达量也增多8-10。在大脑中主要是参与胆固醇和脂质代谢,主要作用是将胆固醇输送到神经元,并且清除脂质碎片以促进髓鞘修复11。ApoE 具有 3 种主要亚型:ApoE2、ApoE3 和ApoE4(表 1)。ApoE2 参与脂蛋白代谢、激活水解脂肪的酶类、免疫调节及神经组织的再生,ApoE2 降低胆固醇,运转脂质到神经胶质细胞;ApoE3 参与脂质和脂蛋白代谢,促进清除循环中残留的富含甘油三酯的脂蛋白,通过促进巨噬细胞胆固醇外排,在脂蛋白代谢中发挥关键作用,降低血浆脂质水平12,ApoE3 还能促进 神 经 元 突 起 的 生 长13;ApoE4 则可以优先富集甘油三酯脂蛋白,在体外培养中,表达 ApoE4 的星形胶质细胞、神经元胆固醇和磷脂的分泌减少,脂质结合能力下降,并且细胞内 ApoE4 降解增加12。ApoE4 在体外和体内均有抑制神经元突起生长和脊柱发育的功能14,ApoE4激活血管周细胞中亲合素 A 介导的促炎症通路,该通路可导致脑血管完整性丧失和血脑屏障破坏15。与 ApoE3 相比,ApoE4 促进了更多的生长素反应因子(ARF6)表达,在晚期内涵体中捕获 ATP 结合盒转运 体 A1(ATP-binding cassette transporter A1,ABCA1),并阻碍其在细胞膜上的循环,脂质性差的ApoE4 更倾向于聚集,降低了 ABCA1 膜的循环利用及其脂化 ApoE 的能力16。并且,ApoE4 等位基因以剂量依赖的方式增加 AD 的风险,每增加一个拷贝的 4,其携带者的 AD 患病风险将会增加 2 6倍,AD 的发病年龄提前 7 9 年17。ApoE2 则是一种保护性等位基因,即使存在 ApoE4 等位基因也可以降低约 50%的 AD 发生风险18。ApoE4 女性携带者相比男性患 AD 风险更高,研究发现ApoE4 基因对女性认知能力影响更大19。通过对5 万多名参与者的分析发现,年龄在 65 75 岁之间、携带 ApoE4 基因的人群中,女性患 AD 的风险是男性的 4 倍20。1.2 ApoE4 转基因小鼠的生物学特性目前,已经建立了几个表达人类 ApoE3 或ApoE4 的转基因小鼠品系(表 2),主要有:NSE-ApoE3、NSE-ApoE4、ApoE4、ApoE3、GFAP-ApoE4 和GFAP-ApoE3 品 系,其 中 NSE-ApoE4 和 GFAP-ApoE4 转基因小鼠在 12 月龄时出现空间学习记忆能力的障碍,而 ApoE4 转基因小鼠则在 9 月龄表现出空间学习记忆缺陷21。在这些品系中,ApoE4 转基因小鼠是最常用的,本文主要综述该品系小鼠在AD 中的应用研究进展。1.2.1 ApoE4 转基因小鼠的学习记忆功能Kim 等30通 过 Morris 水 迷 宫(morris water maze,MWM)实验对 5 月龄雌性小鼠进行检测发现,ApoE4 转基因小鼠与野生型(wild type,WT)即C57BL/6J 小鼠空间学习记忆能力无差异,而 Kou等21发现 9 月龄雌、雄性 ApoE4 转基因小鼠相较于WT 小鼠,其学习期逃避潜伏期延长,检测期穿环次数减少、目标象限停留时间和目标象限运动距离均缩短。Hartman 等31、Chouinard-Watkins 等32研究显示 12 月龄 ApoE4 转基因小鼠与 WT 小鼠在空间学习记忆方面无差别。Wang 等33通过 Morris 水迷宫和放射迷宫(radial maze,RM)实验研究 13 24月龄 ApoE4 转基因小鼠均有空间学习记忆功能的损伤。Chouinard-Watkins 等32通过新异物体识别(natural object recognition,NOR)实验检测 12 月龄ApoE4 转基因小鼠发现与 ApoE3 转基因小鼠相比,ApoE4 转基因小鼠运动距离延长、辨识别指数降低,提示其新异物体识别能力发生损伤。Siegel 等34通过避暗实验(passive avoidance,PA)发现,10 13月龄 ApoE4 转基因小鼠相较于 ApoE2 转基因小鼠,错误次数减少,进入暗室的逃避潜伏期缩短,说明9211中国实验动物学报 2022 年 12 月第 30 卷第 8 期 Acta Lab Anim Sci Sin,December 2022,Vol.30,No.8被动回避反应能力未受到损害。Siegel 等34高架十字迷宫(elevated plus maze,EPM)实验结果表明,10 13 月龄 ApoE4 转基因小鼠相较于 ApoE3 和ApoE2 转基因小鼠,在开臂停留时间(open-arms time,OE)短,但是 Lin 等35也有研究发现 12 月龄ApoE4 转基因小鼠与 ApoE3 转基因小鼠开臂停留时间和进入开臂的次数(open-arms entries,OT)无差异。明暗箱实验32(light-dark box,LDB)检测结果中 12 月龄 ApoE4 转基因小鼠相较于 ApoE3 转基因小鼠在明箱停留时间长,说明尚不能肯定 ApoE4小鼠是否有焦虑情绪。悬尾实验(tail suspension tes,TST)结果表明,3 月龄和 12 月龄小鼠 ApoE4 转基因小鼠与 ApoE3 转基因小鼠僵直不动时间无差异35,糖水偏好实验(sucrose preference test,SPT)结果 3 月龄 ApoE4 转基因小鼠与 ApoE3 转基因小鼠糖水偏爱指数无差异,说明其没有抑郁情绪。表 1 载脂蛋白 E 各亚型的生物学信息Table 1 Biological information on subtypes of apolipoprotein E亚型Subtypes基因型Genotype碱基对应位点Base pair site氨基酸Amino acidsRs429358/Rs7412112 158分子量(103)Formula weight(103)表达部位Express parts受体Receptor表型Pheno-typic在人群中的分布Distribution in the population参与的疾病Disease of participationApoE22/2 2/3 TT/TTTT/TCCys Cys34.3神经元、星形胶质细胞、肝、心、肺、脾、胃、小肠、胸腺、膀胱、子宫、血液、动脉Neurons,astrocytes,liver,heart,lung,spleen,stomach,small intestine,thymus,bladder,uterus,blood,arteriesHDL降低 AD 发病率Reduce AD incidence rate8%不易患 AD、冠心病,易患黄斑变性Not susceptible to AD,coronary heart disease,but macular degenerationApoE33/32/4TT/CCTC/TC Cys Arg34.0除不在动脉中表达,其余与ApoE2 相同It is identical with ApoE2 except that it is not expressed in arteryHDL、LDL正常基因Normal gene77%常见基因Common geneApoE43/44/4TC/CCCC/CCArg Arg34.1神经元、星形胶质细胞、肺、脾、卵巢Neurons,astrocytes,lung,spleen ovaryLDLVLDL增加 AD 发病率Increase incidence rate of AD15%易患 AD、冠心病、脑梗 塞、视 网 膜 色 素变性Not susceptible to Coronary heart disease、Cerebral infarction、retinitis pigmentosa另外,转棒实验(rota-rod test,RRT)表明 12 14 月龄 ApoE4 转基因小鼠相较于 WT 小鼠,在转棒上停留时间缩短,说明其运动协调能力差35。这些研究结果表明,ApoE4 转基因小鼠学习记忆功能的显著损伤出现在 13 月龄以后,主要包括空间学习记忆能力和物体识别记忆能力,但其不表现焦虑与抑郁情绪(表 3)。1.2.2 ApoE4 转基因小鼠的病理特征对于 AD 的特征性病理变化 A 斑块,有研究采用 DAB 染色的免疫组 化(immunohistochemistry,IHC)技术检测雌性 3 月龄 ApoE4 转基因小鼠的皮层,发现 ApoE4 转基因小鼠有少量的 A 沉积,10月龄 ApoE4 转基因小鼠皮层中有显著 A 沉积39。Tau 蛋白过度磷酸化是形成 AD 另一特征性病理 NFT 的原因,Liraz 等40采用 mAb AT8IHC 检测 4月龄 ApoE4 和 ApoE3 转基因小鼠海马中磷酸化 Tau蛋白和总 Tau 蛋白含量,发现 CA3 和 CA1 区锥体神经元以及 DG 区颗粒神经元中的磷酸化 Tau 和总Tau 水平明显高于 ApoE3 转基因小鼠。对于脑体积变化,通过免疫组化技术检测 9 月龄的小鼠发现,WT 小鼠与 ApoE4 转基因小鼠大脑体积无差异,未出现萎缩41。Wang 等33使用 7T磁共振成像检测 12 和 24 月龄小鼠脑体积比例的变化,发现 12 月龄 ApoE4 转基因小鼠与 ApoE3 转基因小鼠海马和皮层体积分别占全脑体积的比例无差异。而与 24 月龄 ApoE3 转基因小鼠相比,同龄0311中国实验动物学报 2022 年 12 月第 30 卷第 8 期 Acta Lab Anim Sci Sin,December 2022,Vol.30,No.8 表 2 不同品系 ApoE4 转基因小鼠的空间学习记忆能力Table 2 Spatial learning and memory ability of ApoE4 transgenic mice基因来源Crystalsapien基因型Genotype启动子Promoter对照小鼠品系Control mouse strain月龄Month ages检测方法Testing methog检测时期Period of detection指标Index变化ChangeApoE3学习期Learning period逃避潜伏期 Escape latencyApoE4-TRApoEApoE3922-25检测期Detection period逃避潜伏期 Escape latencyBM检测期Detection period逃避潜伏期 Escape latencyNSE-ApoE4NSEApoE3626-27WMW 检测期Detection period逃避潜伏期Escape latency1826-27WMW检测期Detection period逃避潜伏期Escape latency人HumanApoE3821,28YM学习期后间隔 1 h 检测1 hour interval after learning period进入新臂的次数Number of times to enter the new armGFAP-ApoE4GFAP学习期后间隔 24 h 检测24 hour interval after learning period进入新臂的次数Number of times to enter the new arm-WT 1221,29WMW学习期Learning period逃避潜伏期Escape latency检测期Detection period穿环次数、目标象限停留时间、目标象限运动距离Number of platform crossingTime spent in the targeted quadrantDistance in the targeted quadrant注:升高或增加;:降低或减少;-:无差异。(下表同)Note.Indicates increase or extension.Indicates decrease or decrease.-.Indicates no difference.(The same in the following tables)ApoE4 转基因小鼠的皮层、海马的体积分别占全脑体积的比例均降低,说明皮层和海马萎缩严重33。Dolej 等42进一步通过 IHC 检测 4 月龄 ApoE4 与ApoE3 转基因小鼠海马突触前囊泡乙酰胆碱转运体(vesicular acetylcholine transporter,VAChT),发 现ApoE4 与 ApoE3 转基因小鼠突触前 VAChT 水平相似,但是对 ApoE4 转基因小鼠 CA3 和 CA1 海马亚区中 突 触 前 囊 泡 谷 氨 酸 转 运 体(glutamatergic vesicular transporter,VGlut)的 染 色 强 度 相 较 于ApoE3 转基因小鼠低,说明 ApoE4 转基因小鼠海马中谷氨酸能神经元减少40。对于 GABA 能神经元,Andrews-Zwilling 等43、Li 等44通过脑切片 IHC 抗GAD67 和抗生长抑素染色对 6、12 13、16 月龄的小鼠海马的 GABAergic 中间神经元定量分析发现,6、12 13、16 月龄时相较于 ApoE3 转基因小鼠,ApoE4 转基因小鼠齿状回 GABAergic 神经元均显著减少,16 月龄的 ApoE3 转基因小鼠与 ApoE4 转基因小鼠 CA1 区 GABAergic 神经元未出现差异。Sun等45、Klein 等46通 过 生 物 素 染 色(biocytin staining,BS)法研究结果显示,相较于 ApoE3 转基因小鼠,ApoE4 转基因小鼠在 4 月龄时其海马神经元的树突分枝少、长度短且树突棘密度低,在 7 月龄时其杏仁核神经元的树突分枝也少且长度短。Li等44通过共聚焦显微镜成像(confocal microscopic images,CMI)研究结果发现,与野生型小鼠相比,6 7 月龄 ApoE4 转基因小鼠海马新生神经元树突长度 短 而 分 枝 少。Zhu 等47通 过 免 疫 荧 光(immunofluorescence,IF)染色分别检测 3 月龄和 9月龄 ApoE3 和 ApoE4 转基因小鼠海马和皮层突触体中突触结合蛋白 1(synaptojanin 1,synj1)发现 3月龄 ApoE3 和 ApoE4 转基因小鼠海马和皮层 synj1无差异,但是 9 月龄 ApoE4 转基因小鼠海马和皮层synj1 表达水平比 ApoE3 转基因小鼠高。这些研究结果提示,谷氨酸能与 GABA 能神经元的丢失、神经元中树突与突触减少是导致 ApoE4 转基因小鼠脑萎缩的原因。1311中国实验动物学报 2022 年 12 月第 30 卷第 8 期 Acta Lab Anim Sci Sin,December 2022,Vol.30,No.8表 3 ApoE4 转基因小鼠的认知功能Table 3 Cognitive function of ApoE4 transgenic mice认知类型Cognitive type方法Methods月龄Month ages性别Sex对照小鼠品系Control mouse strain检测时期Period of detection指标Index变化Change空间学习记忆Spatial learning and memoryMWMRMBZ5309211233,352433,351633,3512351319361518371214381232雄 Male雄 Male雄 Male雄 Male雄 Male雌、雄Female,male雌 Female 雌、雄Female,male雌、雄Female,male雌、雄 Female,maleWTWTApoE3ApoE3ApoE3ApoE3ApoE3WTWTApoE3学习期Learning period检测期Detection period学习期Learning period检测期Detection period学习期Learning period检测期Detection period学习期Learning period检测期Detection period学习期Learning period检测期Detection period学习期Learning period检测期Detection period学习期Learning period学习期Learning period检测期Detection period学习期Learning period检测期Detection period学习期Learning period检测期Detection period逃避潜伏期Escape latency-逃避潜伏期Escape latency-逃避潜伏期Escape latency穿环次数、目标象限停留时间Number of platform crossing,time in the target quadrant逃避潜伏期Escape latency游泳速度Swimming speed-目标象限停留时间Time in the target quadrant逃避潜伏期Escape latency游泳速度 Swimming speed-目标象限停留时间Time in the target quadrant穿环次数Number of platform crossing-逃避潜伏期Escape latency目标象限停留时间Time in the target quadrant逃避潜伏期Escape latency-逃避潜伏期、游泳速度Escape latency,swimming speed-目标象限停留时间、穿环次数Time in the target quadrant,number of platform crossing-逃避潜伏期 Escape latency目标象限游泳距离Target quadrant swimming distance目标象限停留时间Time in the target quadrant错误次数、逃避潜伏期Escape latency,escape latency错误次数、逃避潜伏期Error times,escape latency逃避潜伏期、错误次数Escape latency,error times-逃避潜伏期、错误次数Escape latency,error times-新 异 物 体 识 别能力New object recognition abilityNOR1232雌、雄 Female,maleApoE3-运动距离Moving distance2311中国实验动物学报 2022 年 12 月第 30 卷第 8 期 Acta Lab Anim Sci Sin,December 2022,Vol.30,No.8续表3认知类型Cognitive type方法Methods月龄Month ages性别Sex对照小鼠品系Control mouse strain检测时期Period of detection指标Index变化Change被 动 回 避 反 应能力Passive avoidance abilityPA10 1334雌、雄 Female,maleApoE2-错误次数Error times焦虑情绪AnxietyEPMLDB335123510 13341232雌、雄 Female,male雌、雄 Female,male 雌、雄 Female,male雌、雄 Female,maleApoE3ApoE3ApoE3,ApoE2ApoE3-开臂停留时间,进入开臂次数-Open-arms time,open-arms entries-开臂停留时间,进入开臂次数-Open-arms time,open-arms entries-开臂停留时间 Open-arms time明箱停留时间 Open box residence time抑郁情绪DepressionSPTTST335雌、雄 Female,maleApoE3-糖水偏爱指数 Sucrose preference index-335雌、雄 Female,maleApoE3-僵直不动时间 Freezing time-1235雌、雄 Female,maleApoE3-僵直不动时间Freezing time-运动协调能力Motor coordination abilityRRT12 1435雌、雄Female,maleWT-转棒上停留时间The time stayed on the rod 综合以上研究结果发现,ApoE4 转基因小鼠早在 3 月龄皮层中 A 蛋白就有少量沉积,在 10 月龄A 蛋白显著增多,4 月龄时海马 Tau 蛋白磷酸化水平就显著升高,谷氨酸能和 GABA 能神经元减少、成熟与新生神经元的树突分枝少长度短且树突棘密度低从而使其在老年时呈现脑萎缩。这些研究表明,ApoE4 转基因小鼠具有 AD 的典型病理特征(表 4)。1.2.3 ApoE4 转基因小鼠的生理生化表型ApoE4 转基因小鼠除了呈现 AD 样认知行为学与病理学特征外,其生理生化也表现出一些特有变化(表 5),如:相较于 ApoE3 转基因小鼠,ApoE4 转基因小鼠在 2.3 3 月龄时,海马星形胶质细胞中Ca2+兴奋性增强48;在4 和12 月龄时其海马突触可塑性降低,且 12 月龄与 4 月龄 ApoE4 转基因小鼠相比其突触活性降低45;7 月龄时,杏仁核中神经元突触传递减弱,锥体样神经元自发兴奋性突触后电流(spontaneous excitatory post-synaptic currents,sEPSCs)间隔时间延长,兴奋性传递损伤46。另外,与 ApoE3 转基因小鼠相比,ApoE4 转基因小鼠海马和皮层中 ApoE、ApoER2 的表达(12 月龄)35及免疫球蛋白 G(IgG)水平(10 月龄)39显著降低,同时海 马 中 的 磷 酸 肌 醇 二 磷 酸(phosphoinositol biphosphate,PIP2)(9 月 龄)47、胆 固 醇(12 月龄)47、三磷酸腺苷(adenosine triphosphate,ATP)(16 月龄)49也显著降低,而 A42水平显著升高(2 4 月龄)50。2 ApoE4 参与 AD 的发病机制 目前的研究结果表明,ApoE4 参与 AD 的发病机制可能涉及增加脑内 A 沉积并减少其清除率、Tau 蛋白过度磷酸化、血脑屏障损伤及脂质代谢异常,下面对其进行详述。2.1 ApoE4 参与 AD 中 A病理的形成A 从大脑中清除主要通过细胞摄取和酶降解、血脑屏障(blood brain barrier,BBB)和血脑脊液屏障(blood cerebrospinal fluid barrier,BCSFB)运输、间质液(interstitial fluid,ISF)引流通路以及脑脊液(cerebrospinal fluid,CSF)吸 收 进 入 淋 巴 循 环 系统51。LDL 受体相关蛋白 1(LDL receptor related protein1,LRP1)是大脑中 ApoE 的主要受体,该蛋白在多种脑细胞类型特别是神经元中大量表达,通过与其他跨膜蛋白偶联,LRP1 能够识别并高效结合30 多种结构和功能不同的配体,包括 ApoE、淀粉样前体蛋白和 A52。LRP1 已经被证明可以介导神经元53、星形胶质细胞54、小胶质细胞55、血管平滑肌细胞和内皮细胞对56A 的清除。ApoE 各个亚型与 LRP1 结合的能力是 ApoE4 ApoE3 3311中国实验动物学报 2022 年 12 月第 30 卷第 8 期 Acta Lab Anim Sci Sin,December 2022,Vol.30,No.8 ApoE2,提示 ApoE4 与 A 竞争性结合 LRP1,而导致 A 被细胞清除的几率下降。另有研究表明,高浓度的 ApoE 可以形成高分子量的 A 共聚集体,其中 ApoE4 比 ApoE3 更容易促进 A 聚集,ApoE 还以异构体依赖的方式增加 A 寡聚体的水平(ApoE4 ApoE3 ApoE2)57-58。此外,ApoE4 比 ApoE3 和ApoE2 更能稳定 A 寡聚体59,在携带 ApoE4 基因型的 AD 患者的临床症状出现前几十年,A 就开始沉积在大脑中60-61。这些研究表明,ApoE4 可加剧A 的沉积。表 4 ApoE4 转基因小鼠的病理特征Table 4 Pathological characteristics of ApoE4 transgenic mice指标 Index方法 Methods对照小鼠品系 Control mouse strain月龄Month ages部位Part变化ChangeA 沉积 A aggregationIHCApoE3339皮层 Cerebral cortexApoE31039皮层 Cerebral cortexp-TauIHCApoE3440海马 Hippocampus脑萎缩 Brain atrophyIHC7T MRIWTApoE3941大脑 Brain-1233海马、皮层Hippocampus,cerebral cortex-2433海马、皮层Hippocampus,cerebral cortexVAChTIHCApoE3442海马 Hippocampus-VGlut1IHCApoE3440海马 Hippocampussynj1IFApoE3347海马、皮层Hippocampus,cerebral cortex-947海马、皮层Hippocampus,cerebral cortexGABAergicIHCWTApoE3ApoE3643-44齿状回 Dentate gyrus12 1343-44齿状回 Dentate gyrus1643-44齿状回 Dentate gyrus1643-44海马 CA1 区 Hippocampal CA1 region-树突长度、树突棘密度Dendritic length,dendritic spine densityBSApoE3446,48海马 Hippocampus突触数量 Number of synapsesBSApoE3745-46杏仁核 Amygdala神经元树突 Neuronal dendritesCMIWT6 744海马 Hippocampus表 5 ApoE4 转基因小鼠的生理生化表型Table 5 Physiological and biochemical phenotypes of ApoE4 transgenic mice生化指标Biochemical phenotype方法 Methods月龄Month ages部位Part检测结果ResultsA42ELISA2 440海马 Hippocampus1850大脑 Brain-突触传递强度Synaptic transmission i