【摘要】： 精神分裂癥(Schizophrenia, MIM 181500)是最嚴(yán)重的精神疾病之一,其發(fā)病率在世界不同文化、地理區(qū)域中均為1%左右。盡管此前對(duì)精神分裂癥作了大量研究,但到目前為止,其發(fā)病的分子機(jī)制仍未闡明。已有的研究表明精神分裂癥是一種多因素疾病(Multifactorial disorder),由遺傳、營養(yǎng)、環(huán)境和其它未知因素共同作用產(chǎn)生。由于目前對(duì)精神分裂癥的發(fā)病機(jī)理尚不明確,因此臨床上進(jìn)行的治療主要是針對(duì)癥狀而不是病因,所以疾病得不到根治,這使得精神分裂癥的基礎(chǔ)研究成為當(dāng)務(wù)之急。近年來興起的基因組學(xué)、轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)及代謝組學(xué)為精神分裂癥的研究起到了巨大的推動(dòng)作用。 對(duì)于精神分裂癥的臨床治療來說,服用抗精神分裂癥藥物仍然是最主要的治療方式。氯丙嗪是所有抗精神分裂癥藥物的鼻祖,屬于第一代抗精神分裂癥藥物(即典型性抗精神分裂癥藥物),其作用在于阻斷中樞神經(jīng)系統(tǒng)的多巴胺通路,對(duì)于治療精神分裂癥的陽性癥狀非常有效,但易引起嚴(yán)重的副反應(yīng)。20世紀(jì)90年代以后,陸續(xù)出現(xiàn)了多種以氯氮平為代表的新抗精神分裂癥藥物,被稱之為第二代抗精神分裂癥藥物(即非典型性抗精神分裂癥藥物),其中還包括喹硫平、利培酮和奧氮平等。非典型性抗精神分裂癥藥物通常作用于多巴胺受體和5-羥色氨受體。 越來越多的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)精神分裂癥病人的腦部出現(xiàn)線粒體和神經(jīng)突觸體的異常,提示線粒體功能失調(diào)、神經(jīng)突觸體結(jié)構(gòu)或功能的異常在精神分裂癥的發(fā)病中可能起著重要的作用。蛋白質(zhì)組學(xué)是一識(shí)別蛋白表達(dá)改變的強(qiáng)有力工具,并且已經(jīng)運(yùn)用到包括精神分裂癥在內(nèi)的多種疾病的研究當(dāng)中。本課題利用比較蛋白質(zhì)組學(xué)分析經(jīng)三種抗精神分裂癥藥物(氯丙嗪、氯氮平、喹硫平)分別處理34天的Sprague-Dawley大鼠與正常對(duì)照之間的大腦皮層和海馬中的線粒體,大腦皮層中的神經(jīng)突觸體中異常表達(dá)的蛋白。 在大腦皮層和海馬組織中線粒體的比較蛋白質(zhì)學(xué)實(shí)驗(yàn)中,經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,我們得到了26個(gè)蛋白點(diǎn)、14個(gè)差異表達(dá)的蛋白。我們利用Western blotting對(duì)部分差異蛋白進(jìn)行了蛋白表達(dá)水平的驗(yàn)證;利用實(shí)時(shí)熒光定量PCR (quantitative real time PCR, Q-RT-PCR)考量差異表達(dá)蛋白對(duì)應(yīng)的基因在mRNA表達(dá)水平是否存在差異。經(jīng)過通路分析(DAVID pathway analysis),我們發(fā)現(xiàn)這14個(gè)差異表達(dá)蛋白的功能主要富集于線粒體的能量產(chǎn)生過程即氧化磷酸化(OXPHOS)途徑。其中有6個(gè)屬于ETC(Electron transport chain)成員,分別是Ndufa10,Ndufv2,Ndufs3,Atp5b,Atp6v1b2和Atp6v1a1。前三個(gè)屬于Complex I成員,Complex I是ETC的限速步驟,Complex I的效率下降,對(duì)ETC的影響最為嚴(yán)重,最終導(dǎo)致OXPHOS效率降低。藥物處理導(dǎo)致的另外三個(gè)ETC下調(diào)表達(dá)的亞基Atp5b,Atp6v1b2和Atp6v1a1屬于ATP合成酶復(fù)合體,這種下調(diào)表達(dá)更為直接地影響ATP的合成。線粒體功能失調(diào)、無法維持細(xì)胞內(nèi)ATP水平可能會(huì)導(dǎo)致緩慢的神經(jīng)退行性改變被認(rèn)為和許多神經(jīng)系統(tǒng)疾病有關(guān)。 同樣地,我們利用比較蛋白質(zhì)學(xué)對(duì)三種抗精神分裂癥藥物處理的大鼠大腦皮層中神經(jīng)突觸體蛋白進(jìn)行分析。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)學(xué)分析,我們共得到了17個(gè)差異表達(dá)的蛋白,并用質(zhì)譜鑒定出了其中的12個(gè)。在Q-RT-PCR和Western blotting的驗(yàn)證沒有得到陽性結(jié)果后,我們引入了多元統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法  偏最小二乘法-判別分析(partial least squares-discriminant analysis, PLS-DA)對(duì)雙向電泳數(shù)據(jù)進(jìn)行建模。通過反復(fù)的建模,我們最終選擇了單一藥物處理組與對(duì)照組之間兩兩建模。三個(gè)模型都能非常好的將藥物處理組與對(duì)照分開,并且模型中各參數(shù)也很理想。在PLS-DA模型中,我們發(fā)現(xiàn)一元統(tǒng)計(jì)所得的具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的陽性點(diǎn)都在多元統(tǒng)計(jì)中重復(fù)出來。為了考察這些重要的蛋白之間是否存在表達(dá)的協(xié)同效應(yīng),我們對(duì)這些蛋白點(diǎn)數(shù)據(jù)檢測(cè)是否符合正態(tài)分布以后,進(jìn)行了Pearson’s相關(guān)分析。我們得到了非常有意義的結(jié)果:在三組藥物處理組和對(duì)照之間,都出現(xiàn)了藥物的作用要么打亂了原有的蛋白之間的協(xié)同性(CPZ vs. control),要么建立新的蛋白之間協(xié)同性(QTP vs. control),或者兩者情況都有(CLZ vs. control)。這種現(xiàn)象說明,正是藥物發(fā)揮的作用使得各組能在PLS-DA模型中彼此分開,也證明這些蛋白點(diǎn)是在跟藥物處理或是疾病本身相關(guān)的蛋白。為了進(jìn)一步考察這些蛋白在體內(nèi)起到的作用,我們將這些蛋白用DAVID pathway analysis在線工具進(jìn)行了分析,發(fā)現(xiàn)這些蛋白廣泛參細(xì)胞內(nèi)的眾多生理過程,可能與突觸負(fù)責(zé)細(xì)胞間通訊有關(guān)。其中涉及到的通路或者生理過程主要集中在兩個(gè)方面。一是影響了與能量相關(guān)的線粒體ATP生成功能和糖酵解/糖異生,二是影響了與G蛋白(G protein)耦聯(lián)的信號(hào)跨膜傳遞功能。突觸體中含有大量的線粒體為細(xì)胞通訊、信號(hào)傳導(dǎo)供應(yīng)能量。任何影響線粒體產(chǎn)能系統(tǒng)的不利因素最終都會(huì)影響到腦部的發(fā)育與正常的功能�？咕穹至寻Y藥物作用后使突觸中的能量產(chǎn)生系統(tǒng)受到影響,可能是藥物本身的作用,也可能是機(jī)體對(duì)藥物處理的反應(yīng)以自我保護(hù)。G蛋白相關(guān)的信號(hào)傳遞途徑中,G蛋白耦聯(lián)的受體在機(jī)體中扮演著重要的角色,一旦GPCRs的不能正常行使其功能,機(jī)體不能對(duì)內(nèi)外界的刺激或信號(hào)做出正確的應(yīng)答而出現(xiàn)疾患。 此外,在線粒體和神經(jīng)突觸體的實(shí)驗(yàn)中,我們找到的很多差異表達(dá)蛋白在已有的研究中顯示參與到了精神分裂癥或藥物作用當(dāng)中。我們實(shí)驗(yàn)的結(jié)果將有助于解釋大鼠或人體對(duì)抗精神分裂癥藥物的反應(yīng),提高我們對(duì)這類藥物對(duì)線粒體和突觸體功能的影響的認(rèn)識(shí),并有助于我們進(jìn)一步了解抗精神分裂癥藥物的作用和副作用。
【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號(hào)】：R749.3
【圖文】：

氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)等等。1.3.1.1 DA 假說DA假說 DA是神經(jīng)系統(tǒng)中重要的神經(jīng)遞質(zhì)(圖1-2) [16]。該假說認(rèn)為DA在突觸信號(hào)傳遞中活性的異常破壞了正常的神經(jīng)信號(hào)傳導(dǎo)，從而引起了精神分裂癥患者的病理性的精神活動(dòng)，并認(rèn)為DA活動(dòng)亢進(jìn)與疾病的陽性癥狀有關(guān)，而DA功能低下與陰性癥狀有關(guān) [17-19]。這一假說的主要依據(jù)有兩點(diǎn)：一是長期服用安非他明(Amphetamin)，可以誘導(dǎo)產(chǎn)生類似精神分裂癥妄想型的精神癥狀。安非他明可以增加DA的釋放并減少其重吸收，從而增強(qiáng)了DA受體介導(dǎo)的信號(hào)傳導(dǎo)，加劇精神分裂癥患者的陽性癥狀 [20-22]。二是酚噻嗪類抗精神分裂癥藥物，如氯丙嗪(Chlorpromazine)

博士學(xué) 假說認(rèn)為過量的 5-羥色胺導(dǎo)致精神分裂癥 [25;26]。5-HT 是疾病的癥狀如抑郁、焦慮、強(qiáng)迫觀念和精神異常等有關(guān)觀察到致幻劑麥角酰二乙胺(Lysergic acid diethylamide, ，能在健康人身上引起幻覺等類似于精神分裂癥的癥狀據(jù)來自對(duì)非典型性抗精神病藥物氯氮平的深入研究，氯制劑，可以作用于 5-HT 受體亞基 2(5-HT2)(圖 1-3) [2織、血液和腦脊液內(nèi) 5-HT 及其代謝產(chǎn)物的含量的研究葉皮層區(qū) 5-HT2A受體密度有所降低 [29]。目前常用的非是與 DA 受體和 5-HT 受體作用而發(fā)揮治療效果。

1.3.1.3 其它神經(jīng)遞質(zhì)假說及各神經(jīng)遞質(zhì)間的聯(lián)系谷氨酸 (glutamic acid, Glu)假說 谷氨酸是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中主要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)。如圖1-4 [30]。谷氨酸受體可分為兩類，代謝型受體和離子通道型受體。代謝型受體是與1,4,5－三磷酸肌醇(Inositol 1,4,5,-trisphosphate)耦聯(lián)并由G蛋白介導(dǎo)轉(zhuǎn)相關(guān)博士學(xué)位論文 2011年 第02期 醫(yī)藥衛(wèi)生科技輯 E071-2-14

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 孫薇,賀福初;差異蛋白質(zhì)組學(xué)研究技術(shù)新進(jìn)展[J];化學(xué)通報(bào);2005年06期

本文編號(hào)：2764383