2-MPPA长期抑制GCPII在衰老恒河猴皮层中的区域选择性蛋白质组学变化及散发性阿尔茨海默病钙驱动性退变新机制

《Acta Neuropathologica Communications》：Region-specific proteomic analysis of aging rhesus macaques following chronic glutamate-carboxypeptidase-II (GCPII) inhibition elucidates potential treatment strategies for sporadic Alzheimer’s disease

　　

摘要

散发性阿尔茨海默病（sAD）缺乏有效的预防性疗法，亟需针对其致病驱动因素进行干预。钙信号异常是sAD发病过程中已确立的早期事件，且与神经炎症密切相关。老龄恒河猴绝大多数为APOE-ε4纯合子，且自然表现出认知衰退、钙失调、淀粉样沉积和tau病理，使其成为具有临床转化价值的动物模型。我们此前发现突触后III型代谢型谷氨酸受体（mGluR3）在背外侧前额叶皮层和内嗅皮层中具有进化上扩展的功能，在这些区域中，mGluR3通过调控cAMP-钙通道介导的K?通道开放来维持神经元放电和工作记忆。mGluR3信号传导由N-乙酰天冬氨酰谷氨酸（NAAG）驱动，并受谷氨酸羧肽酶II（GCPII）的制约，后者的表达随衰老和炎症而升高。在前期研究中，使用口服生物利用度良好的抑制剂2-(3-巯丙基)戊二酸（2-MPPA）长期抑制GCPII，改善了老龄猕猴的神经元放电和工作记忆，并减少了pT217Tau病理。本研究采用液相色谱-串联质谱（LC-MS/MS）技术，阐明了2-MPPA长期处理在脆弱区域（内嗅皮层、背外侧前额叶皮层）与韧性区域（初级视觉皮层）中的蛋白质组学后果。我们在各实验条件下鉴定了超过2,400种蛋白，无标记定量分析揭示了与sAD已知易感性梯度相平行的区域特异性差异表达模式；其中部分蛋白经Western blot进一步验证。对脆弱区域进行基因本体富集分析，发现涉及蛋白去泛素化、淀粉样蛋白和tau相关过程、突触可塑性、线粒体稳态及氧化应激等多条通路，揭示了sAD治疗干预的潜在靶点。这些结果表明，GCPII抑制在衰老灵长类动物皮层中激活了不同的、区域选择性的分子程序，与保护最易受sAD损伤的环路一致。通过绘制治疗后的蛋白质组学变化图谱，我们揭示了不仅可作为候选生物标志物的分子特征，还突显了参与sAD钙驱动性退变的新机制通路。因此，有必要对这些具有治疗意义的通路进行更深入的研究，同时还应分析关键的翻译后修饰及其在sAD中的潜在作用。