越来越多的证据表明PI3K-Akt-mTOR通路在Aβ刺激和人类阿尔茨海默病中改变。首先,这条通路是很多细胞表面受体的下游,这些受体被证明和Aβ交联,其中包括7烟碱乙酰胆碱受体(CHRNA7),N-甲基-D-天冬氨酸受体[35,36]和胰岛素受体[20]。其次,在阿尔茨海默病的病例中,Akt磷酸化的改变与疾病的分期和严重性有关[37]。这些研究,连同mTOR已被确定的作用,那就是作为Akt的下游,调节生长因子调控的细胞生存和繁衍(38中的综述),提示着PI3K-Akt-mTOR通路可能是Aβ寡聚体引发的神经元细胞周期事件的原因。
为了检验人工合成的Aβ寡聚体是否提高野生型神经元内Akt的磷酸化水平,我们用增加浓度的Aβ单体和Aβ寡聚体来处理原代培养的神经元,pAkt和p-mTOR的水平由In-Cell
Western
(ICW)来检测。高密度的原代神经元被传到96孔板,暴露在不同浓度的Aβ单体和Aβ寡聚体下24h,并通过ICW对pAkt
和p-mTOR的染色来检测。微管蛋白(Tubulin)被用来做标准化的对照,表达值由pAkt/tubulin和p-mTOR/tubulin的比例来表示。
这些数据证明pAkt的相对水平在增加浓度的Aβ寡聚体而非单体作用下升高(Fig. 6A和6C)。暴露在浓度为2.0 μg/ml
的Aβ寡聚体下的神经元,表现出pAkt水平的显著升高;而当Aβ寡聚体的浓度为20.0
μg/ml时,pAkt的水平进一步升高到大约原来的5倍(Fig.
4C)。相反,暴露在Aβ单体下的神经元,不管Aβ单体的实验浓度如何变化,pAkt的水平没有显著的改变(Fig.
6A和6C)。值得注意的是,pAkt水平随着Aβ寡聚体的浓度而变化,这类似于Aβ寡聚体对神经元细胞周期事件的诱导(Fig.
2N)。
p-mTOR的水平也在Aβ寡聚体的作用下升高。然而,和pAkt水平不同,神经元在Aβ寡聚体浓度升高的情况下,p-mTOR的水平呈钟型变化,在Aβ寡聚体浓度为3.0
μg/ml时,p-mTOR的水平有统计学显著增加(0.028 ± 0.0025 for AβM vs 0.0429 ± 0.008
for AβO)(Fig. 6B和6D)。当Aβ寡聚体浓度继续增加(4.0, 10.0 and 20
μg/ml),p-mTOR回落到了基础水平。同时,暴露在Aβ单体下的神经元,其p-mTOR水平没有改变。Aβ处理后,用ICW测量的磷酸化Akt和磷酸化mTOR的激活形态,是和之前的报道Aβ1–42对PI3K通路的激活效应一致的[39,23]。Wei等研究者(2002)观察到,用4
μM (等同于15
μg/ml)的Aβ1–42积聚物处理SH-SY5Y细胞,激活了Akt,并且这个激活持续了超过24h的时间段[39]。无独有偶,Lafay-Chebassier等研究者(2005)发现,当Aβ1–42积聚物达到一个高浓度时(20
μM或等同于80
μg/ml),下调了p-mTOR在已分化的Neuro-2a细胞中的水平[23]。总之,这些结果表明,PI3K通路的分子构成对Aβ的处理是敏感的。
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