α-突触核蛋白N-端结构域参与线粒体功能的调控

目的:确定α-Synuclein蛋白与线粒体相互作用的功能结构域,并检测该结构域对线粒体功能的影响。方法:构建重组融合蛋白质粒pCMV-myc/α-Syn-WT、pCMV-myc/α-Syn-N和pCMV-myc/α-Syn-△N,转染人胚肾HEK293T细胞,通过免疫共沉淀明确α-Synuclein蛋白与线粒体相互作用的功能结构域。使用表达α-Synuclein蛋白的病毒上清感染小鼠多巴胺能神经细胞MN9D,通过免疫荧光、流式细胞术检测线粒体膜电位及Cytochrome c释放。结果:成功构建了pCMV-myc/α-Syn-WT、pCMV-myc/α-Syn-N和pCMV-myc/α-Syn-△N融合蛋白质粒,免疫共沉淀明确α-Synuclein N-端为其功能结构域,JC-1染色发现N-端使线粒体膜电位降低,流式细胞术证实N-端使Cytochrome c释放明显增加。结论:α-Synuclein N-端是其与线粒体相互作用的功能结构域,N-端降低线粒体功能。

人α-突触核蛋白A30P突变对小鼠成体大脑吻端迁移流中神经发生的抑制作用及其机制

目的:检测表达人α-突触核蛋白(SNCA)A30P突变的小鼠大脑吻端迁移流(RMS)中的细胞增殖水平,探讨SNCA A30P突变对小鼠成体大脑神经发生的可能影响。方法:选取C57BL正常小鼠、内源性SNCA敲除小鼠(SNCA-/-)和SNCA敲除+人SNCA A30P敲入小鼠(A30PSNCA-/-)各4只作为正常对照组、SNCA-/-组和A30PSNCA-/-组,取各组小鼠脑组织冠状冰冻切片,观察各组小鼠脑组织RMS形态学;行磷酸化组蛋白(PH3)、双皮质素(Dcx)、4′,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)荧光免疫组织化学染色,统计PH3阳性细胞的数量和3组小鼠中Dcx阳性细胞的荧光强度。结果:各组小鼠RMS的形态、大小和细胞密度等无明显差异。与正常对照组比较,SNCA-/-组和A30PSNCA-/-组小鼠RMS中PH3阳性增殖性神经元数量明显减少(P<0.05)。与正常对照组比较,SNCA-/-和A30PSNCA-/-组小鼠神经母细胞的Dcx阳性细胞荧光强度轻微增加。结论:人SNCA A30P突变可能减弱成体大脑RMS中的神经细胞增殖而促进其迁移,因此对成体大脑RMS中的神经发生有一定抑制作用。

α-突触核蛋白通过氨基端引起MN9D细胞线粒体膜损伤

目的在MN9D细胞中,探讨α-突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)氨基端(α-syn/N),NAC区,及C端(α-syn/C)对细胞及线粒体的作用。方法将细胞分为未处理组(control),空载体组(Myc),α-syn过表达组(α-syn),α-syn/N过表达组(α-syn/N),α-syn/del N过表达组(α-syn/del N),α-syn/NAC过表达组(α-syn/NAC),α-syn/C过表达组(α-syn/C),α-syn/del C过表达组(α-syn/del C)并瞬时转染α-syn各结构域48 h。用MTT和LDH法检测过表达α-syn各个结构域对细胞活力及LDH释放情况的影响,通过共聚焦显微镜及流式细胞仪检测细胞内ROS水平,线粒体渗透性转运孔(m PTP)的开放情况及线粒体膜电势(ΔΨm)变化,用免疫荧光染色检测线粒体形态。结果过表达α-syn,α-syn/N,α-syn/del C能使细胞活力下降(P<0.01),LDH的释放量明显增加(P<0.01),细胞内活性氧(ROS)水平增加(P<0.001),线粒体渗透性转运孔(m PTP)异常开放增加(P<0.01),线粒体膜电势下降(P<0.01)。并且过表达α-syn/N后,55%的线粒体出现气球样改变。结论α-syn通过其氨基端引起线粒体膜损伤。

α-突触核蛋白对N-甲基-D-天门冬氨酸所致细胞毒性作用的影响

目的研究α-突触核蛋白(α-Syn)对N-甲基-D-天门冬氨酸(NMDA)引起的多巴胺能神经细胞毒性作用的影响。方法在MES23.5多巴胺能神经细胞建立NMDA细胞毒模型,MTS法检测细胞活力,AO/PI荧光标记以及免疫印记测定caspase-3表达检测细胞凋亡,细胞外添加α-Syn蛋白,观察α-Syn对NMDA所致细胞毒性作用的影响。结果 NMDA(5mmol/L)引起明显的细胞内Ca2+升高以及细胞毒性作用,表现为细胞活力下降、凋亡细胞增加以及caspase-3表达升高。NMDA的细胞毒性作用可被NMDA受体特异性阻断剂MK801阻断。预先用α-Syn(2.5μmol/L,5μmol/L,10μmol/L)处理细胞明显抑制NMDA引起的细胞内Ca2+升高以及细胞毒性作用,其作用随α-Syn浓度增高而增强。结论α-Syn对NMDA所致多巴胺能神经元的细胞毒性作用具有抑制作用,其机制可能与其抑制与NMDA引起的Ca2+内流以及caspase-3激活有关。

α-突触核蛋白对线粒体膜造成孔道样损伤

α-突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)作为第一个发现的帕金森病(Parkinson’s disease,PD)致病基因,在PD发生发展过程中具有重要作用。尽管有研究发现,α-syn对线粒体功能有损伤作用,但其对线粒体膜的损害机制尚不明确。本实验旨在探究α-syn对线粒体膜形态的影响,并找到更加微观的方式观察线粒体膜的变化。Thy-1-α-syn转基因动物与野生型动物相比,线粒体膜电势降低17%(P<0.01),膜通透性增加20.5%(P<0.01),转基因组线粒体细胞色素C释放增多64%(P<0.01),这有可能引起线粒体自噬和细胞凋亡。原子力显微镜结果显示,野生型小鼠脑组织线粒体表面光滑,α-syn转基因小鼠脑组织线粒体表面发现有锯齿状改变,而且在过表达α-syn的原代神经元线粒体膜表面有许多小凹陷,出现口径60~200 nm,深达20~60 nm的孔道。这可能是α-syn对线粒体膜造成的孔道样损伤。过表达α-syn全长组和N端组的原代神经元电镜结果显示,线粒体膜被破坏,并且出现空泡样线粒体和自噬小泡。本研究发现,过表达α-syn可能在线粒体表面形成孔道样改变,α-syn的N端是引起线粒体膜损伤主要结构域。

α-突触核蛋白促进多巴胺能神经细胞表面NMDA受体的内在化

目的研究α-突触核蛋白(α-synuclein,α-Syn)对多巴胺能神经细胞表面N-甲基-D-天门冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受体的影响及其机制。方法免疫荧光标记法和Western blotting分析法测定NMDA受体(NMDAR)和Rab5b含量。低钾休克抑制内吞,Rab5b反义寡核苷酸抑制Rab5b基因表达。以MES23.5多巴胺能神经细胞为模型,观察细胞外添加α-Syn蛋白对细胞膜NMDAR含量的影响以及内吞和Rab5b的作用。结果α-Syn(10μmol/L)明显上调Rab5b表达,下调细胞表面NMDAR;低钾休克及抑制Rab5b表达可消除α-Syn的这一作用。结论α-Syn通过上调Rab5b的表达促进NMDAR的内在化。

α-突触核蛋白促进原代神经元及转基因小鼠神经细胞表面NMDA受体的内在化

目的在原代培养神经元及转基因动物水平上,研究α-突触核蛋白(α-synuclein,α-Syn)对神经细胞表面N-甲基-D-天门冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受体的影响及其机制。方法免疫荧光标记法和Western blotting测定NMDA受体(NMDA receptor,NMDAR)和Rab5B质量分数。Rab5B反义寡核苷酸抑制Rab5B基因表达。以原代培养神经细胞及转基因小鼠为模型,观察α-Syn蛋白增多对细胞膜NMDAR质量分数的影响以及Rab5B的作用。结果在细胞及动物水平,α-Syn明显上调Rab5B表达,促进NMDAR的内在化。而抑制Rab5B表达可消除α-Syn致NMDAR的内在化。结论α-Syn通过上调Rab5B的表达促进NMDAR的内在化。

识别α-synuclein N端结构域的单克隆抗体鉴定及免疫应用

目的分析5种识别α-突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)N端结构域的单克隆抗体1C16、2B8、2P21、3O18和1J6的特异性,为帕金森病(Parkinson s disease,PD)的早期诊断和免疫治疗提供抗体支持。方法体外蛋白重组技术获得人源α-syn蛋白(human-α-syn,h-α-syn)、鼠源α-syn蛋白(mouse-α-syn,m-α-syn)、β-syn蛋白、N端人源α-syn蛋白(α-syn/N)和去N端人源α-syn蛋白(α-syn/ΔN)。斑点印迹法鉴定5种单克隆抗体的特异性识别结构域,使用蛋白质印迹技术检测其对变性后的纯蛋白和鼠脑组织的识别情况。结果抗体1C16可以识别非变性的h-α-syn纯蛋白和小鼠脑组织中的变性的h-α-syn蛋白,不识别m-α-syn和β-syn。抗体1J6仅识别非变性的h-α-syn及α-syn/N纯蛋白,不识别变性后的全长α-syn纯蛋白和小鼠脑组织中的变性h-α-syn蛋白。结论筛选出的2种单克隆抗体具有特异性,可为本实验下一步生物标志物的酶联免疫吸附法测定检测和针对α-syn的免疫治疗提供基础。

中国人GRIN2B、SNCA基因多态性与帕金森病相关幻觉的关联分析

目的探讨GRIN2B和SNCA基因多态性与不伴痴呆的帕金森病(PD)患者的幻觉症状是否相关。方法利用SNa Pshot SNP分型技术检测2个基因多态性,对53例幻觉组和47例无幻觉组及其两个亚组之间进行相关性分析。结果 GRIN2B和SNCA在PD有幻觉组和PD无幻觉组及其两个亚组的等位基因和基因型频率不存在显著差异。校正临床相关因素后,GRIN2B rs7301328的GG基因型降低PD相关幻觉发生风险(Recessive:OR’=0.246,95%CI[0.071~0.848],P’=0.026;Additive:OR’=0.432,95%CI[0.208~0.895],P’=0.024)。SNCA rs894278的GG基因型增加早发型PD幻觉发生的风险(Recessive:OR’=8.281,95%CI[1.217~56.334],P’=0.031)。未发现与PD幻觉迟发型的幻觉风险增加相关的基因多态性。结论在中国人不伴痴呆的PD人群中,GRIN2B rs7301328的GG基因型可能是PD相关幻觉的保护因素。而SNCA rs894278的GG基因型可能是PD患者幻觉早发型的幻觉发生的危险因素。

细菌CsgA蛋白促进α-Syn聚集

目的 探讨细菌CsgA蛋白对α-突触核蛋白(α-synulcien,α-Syn)聚集的影响及CsgA蛋白促进帕金森病发生的可能机制。方法 在1.5 mg/mL的α-Syn单体蛋白中加入终浓度为0.01 mg/mL的CsgA蛋白R1结构域,采用硫黄素T染色法检测α-Syn的聚集;透射电镜分别观察R1,α-Syn和R1-α-Syn混合纤维的形态;分别将α-Syn纤维和R1-α-Syn混合纤维转导入稳定表达GFP标签的α-Syn的HEK293(Syn293)细胞中,观察对α-Syn聚集体形成的影响;分别用α-Syn纤维和R1-α-Syn混合纤维诱导Syn293细胞内形成聚集体,采用免疫荧光染色观察α-Syn聚集体是否具有路易小体的特征。结果 R1蛋白可以明显促进α-Syn的聚集,并且这种聚集体具有路易小体的特征。结论 细菌蛋白CsgA可促进α-Syn的聚集,这可能是细菌感染促进帕金森病发生的重要机制。