Thrombospondin-1 prevents Aβ-mediated synaptic pathology in Alzheimers disease

Abstract

알츠하이머병은 인지능력 장애와 기억소실 등으로 특징 지어지는데, 시냅스의 병리학적 현상에 의해 일어나는 것으로 알려져 있다. Thrombospondin은 성상 교세포에서 주로 분비되는 물질로서 혈관 형성을 억제를 일으키는 기능이 있는 것으로 잘 알려져 있는데, 최신 보고들은 혈관형성에 관련된 역할이 아닌 시냅스의 형성과, 신경세포의 발생 등이 다수이다. 본 연구는 thrombospondin의 다섯 가지 isoform 중 하나인 TSP-1의 역할에 대해 in vitro 와 알츠하이머 동물모델을 이용하여 진행하였다. Astrocyte에서 TSP-1의 분비가 아밀로이드 베타 단백질에 의해 감소하는 것을 in vitro 상에서 관찰 하였고, 알츠하이머병 동물모델인 5xFAD mice와 Tg2576 mice 에서 TSP-1의 양이 감소되어 있는 것을 관찰 하였다. 또한, 시냅스의 병리학적 현상인 수상돌기의 밀도 감소, 시냅스에서의 소포체 재순환의 감소, 그리고 LTP 등이 아밀로이드 베타 단백질에 의해 감소하는 것을 규명하였고, TSP-1과의 공동 배양에 의해 아밀로이드 베타 단백질의 영향으로부터 보호되는 것을 규명 하였다. 결론적으로, TSP-1이 아밀로이드 베타 단백질에 의해서 일어나는 신경세포 및 시냅스의 손상을 보호 함으로써, TSP-1의 생성 및 분비 감소 등이 알츠하이머병의 병인기전에 밀접하게 연관됨을 규명하였다.

Alzheimers disease (AD) is characterized by cognitive dysfunction and memory loss, which are often the result of synaptic pathology. Thrombospondin (TSP) is an astrocyte-secreted protein well-known for its function as an anti-angiogenic role. Recently, however, the role of TSP as a modulator of synaptogenesis and neurogenesis has been highlighted. Here, I studied the role of one of the five TSP isoforms, TSP-1, in vitro and in AD animal models. TSP-1 release was decreased by Aβ42 in vitro and the reduced level of TSP-1 was observed in both 5xFAD and Tg2576 mice. Synaptic pathology caused by Aβ42 such as decreased dendritic density, impaired vesicle recycling, and reduced long-term potentiation (LTP) were prevented by co-incubation with TSP-1 and Aβ. TSP-1 is a potential therapeutic component against the damaging effects caused by Aβ42 in AD pathogenesis.