抑制葡萄糖腦苷脂酶降低組織蛋白酶D引起小鼠帕金森病的機(jī)制研究
發(fā)布時(shí)間:2020-06-09 04:34
【摘要】:研究背景帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是常見(jiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病,PD的病理特征為中腦黑質(zhì)內(nèi)多巴胺能(dopaminergic,DA)神經(jīng)元丟失、路易小體(Lewy bodies,LB)出現(xiàn)以及LB內(nèi)α-突觸核蛋白(alpha-synuclein,α-syn)的病理性沉積,沉積的α-syn對(duì)神經(jīng)元有毒性作用。發(fā)生PD危險(xiǎn)因素有很多,近年來(lái),有研究指出葡萄糖腦苷脂酶(glucocerebrosidase,GCase;GBA)含量下降是發(fā)生PD的危險(xiǎn)因素之一。GCase是一種可溶性的糖酯類(lèi)物質(zhì),廣泛存在于細(xì)胞溶酶體內(nèi),主要參與鞘脂代謝,由GBA基因表達(dá)形成。當(dāng)GBA突變時(shí),GCase的表達(dá)含量及活性下降。研究發(fā)現(xiàn)在散發(fā)性PD患者腦內(nèi)黑質(zhì)中,GCase的含量及活性均下降。有動(dòng)物模型發(fā)現(xiàn)抑制GCase表達(dá)時(shí),黑質(zhì)內(nèi)α-syn沉積增多,可以出現(xiàn)PD癥狀。中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞內(nèi)主要靠?jī)纱笸緩骄S持蛋白質(zhì)的穩(wěn)態(tài),分別是自噬-溶酶體途徑(autophagy lysosome pathway,ALP)和泛素-蛋白酶體系統(tǒng),其中ALP是降解α-syn的主要途徑。組織蛋白酶D(Cathepsin D,CTSD)是溶酶體內(nèi)的一種水解酶,在水解蛋白沉積物時(shí)發(fā)揮重要作用,CTSD的含量可以反映溶酶體的功能。α-syn經(jīng)過(guò)磷酸化、硝基化的修飾,形成有毒性的不可溶的蛋白聚集體,沉積在細(xì)胞突觸前膜。研究證實(shí)絲氨酸129(serine 129,S129)磷酸化α-syn參與α-syn的轉(zhuǎn)運(yùn)和病理性積聚,在PD的病理過(guò)程中特異性較α-syn高。目的本研究使用8w的雄性C57BL/6小鼠。抑制GCase水平后,觀(guān)察小鼠運(yùn)動(dòng)情況、黑質(zhì)內(nèi)DA神經(jīng)元數(shù)目變化情況以及S129磷酸化α-syn、CTSD、GCase蛋白水平的變化情況。材料與方法本研究選用體重20-25g、8周的雄性C57BL/6小鼠。將小鼠分成3組(每組30只),分別是:對(duì)照(Control)組、1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氫吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP)組和神經(jīng)酰胺β-環(huán)氧化物(conduritolβ-epoxide,CBE)組。MPTP組腹腔注射MPTP(30mg/kg),連續(xù)5天,每天上午9點(diǎn)注射,建造亞急性PD模型。Control組腹腔注射相等體積的生理鹽水。CBE組腹腔注射CBE(200mg/kg),連續(xù)注射2天,每天上午9點(diǎn)注射。用爬桿試驗(yàn)觀(guān)察小鼠運(yùn)動(dòng)情況。分別計(jì)數(shù)小鼠在頂端準(zhǔn)備向下爬行的時(shí)間(time to orient downwards,t-turn)和小鼠從準(zhǔn)備向下爬行至木桿底部的時(shí)間(time to descend the pole,t-descend),t-turn反映小鼠運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)性,t-descend反映小鼠是否出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)遲緩。利用Western blotting技術(shù)觀(guān)察小鼠黑質(zhì)內(nèi)S129磷酸化α-syn、CTSD及GBA的表達(dá)變化。為了解小鼠黑質(zhì)內(nèi)DA神經(jīng)元的變化情況,運(yùn)用免疫組化觀(guān)察小鼠神經(jīng)元內(nèi)酪氨酸羥化酶(Tyrosine Hydroxylase,TH)免疫陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)目的變化。采用GraphPad Prism 6.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析,比較用藥前后的變化情況,P0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。結(jié)果1.與Control組相比,腹腔注射MPTP、CBE后小鼠出現(xiàn)豎毛、豎尾、靜止性震顫、運(yùn)動(dòng)遲緩、姿態(tài)平衡障礙的癥狀。爬桿試驗(yàn)結(jié)果顯示,t-turn和tdescend的時(shí)間延長(zhǎng)(P0.001)。2.免疫組化結(jié)果顯示:與對(duì)照組相比,MPTP組和CBE組雙側(cè)黑質(zhì)內(nèi)的TH免疫陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)目顯著減少(P0.001)。3.Western blotting結(jié)果顯示:與對(duì)照組相比,MPTP組和CBE組均出現(xiàn)S129磷酸化α-syn表達(dá)增多(P0.01,P0.05),CTSD、GBA表達(dá)降低(P0.001)。結(jié)論1.溶酶體水解功能下降是黑質(zhì)區(qū)S129磷酸化α-syn沉積的原因。2.GCase的水平降低是發(fā)生PD的危險(xiǎn)因素之一。3.抑制GCase蛋白水平時(shí),通過(guò)降低CTSD的含量引起黑質(zhì)區(qū)S129磷酸化α-syn聚集和DA神經(jīng)元丟失,導(dǎo)致小鼠出現(xiàn)PD癥狀。
【圖文】:
腹腔注射MPTP、CBE后小鼠運(yùn)動(dòng)癥狀的變化
為小鼠從準(zhǔn)備向下爬行至到達(dá)木桿底部的時(shí)間(timeto
【學(xué)位授予單位】:鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類(lèi)號(hào)】:R742.5
本文編號(hào):2704169
【圖文】:
腹腔注射MPTP、CBE后小鼠運(yùn)動(dòng)癥狀的變化
為小鼠從準(zhǔn)備向下爬行至到達(dá)木桿底部的時(shí)間(timeto
【學(xué)位授予單位】:鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2018
【分類(lèi)號(hào)】:R742.5
【參考文獻(xiàn)】
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1 馬建軍;李學(xué);楊紅旗;祁亞偉;吳少璞;李東升;王文霞;;早期未治療帕金森病患者非運(yùn)動(dòng)癥狀的特點(diǎn)[J];中華老年醫(yī)學(xué)雜志;2015年01期
,本文編號(hào):2704169
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