真核表达载体pcDNA3.1-β淀粉样前体蛋白裂解酶的构建及其在COS-7细胞中瞬时表达

目的构建β淀粉样前体蛋白裂解酶(β-siteamyloidprecursorproteincleavingenzyme,BACE)基因的真核表达载体,为修复阿尔茨海默病(Alzheimer'sdisease,AD)损伤神经元奠定基础。方法采用RT-PCR方法,从人的成神经细胞瘤的总cDNA中,扩增出1.5kb的BACEcDNA片段,再用BamHI和XhoI双酶切后定向克隆到真核细胞表达载体pcDNA3.1中,用限制性内切酶酶切分析和DNA序列分析鉴定重组质粒;以免疫细胞化学法检测BACE基因的表达情况。结果人BACE基因的cDNA已克隆到真核细胞表达载体pcDNA3.1质粒中;经脂质体转染COS-7细胞后,并由潮霉素进行筛选,可见转染细胞胞浆中和胞膜上有较高量的BACE蛋白表达。结论成功构建了pcDNA3.1-BACE的真核表达载体,为研究BACE基因在AD发病机制中的作用及抑制BACE,为治疗AD奠定一定的实验基础。

循环间歇性低氧对大鼠肾上腺β淀粉样前体蛋白裂解酶1表达的影响

目的观察β淀粉样前体蛋白裂解酶1(BACE1)在大鼠肾上腺的表达和定位,检测循环间歇性低氧(CIH)对BACE1表达的影响。方法采用Western blotting和免疫组织化学法检测BACE1在大鼠肾上腺的表达及定位;16只雄性SD大鼠随机分为2组,常氧对照组(control组)和CIH模型组,每组8只。模型制作2周,Western blotting检测各组大鼠肾上腺髓质BACE1和酪氨酸羟化酶(TH)蛋白的表达量。结果BACE1主要定位于大鼠肾上腺髓质神经纤维;与control组相比,CIH组大鼠肾上腺髓质BACE1蛋白水平下降,TH蛋白水平升高(P<0.05)。结论BACE1定位于大鼠肾上腺髓质神经纤维;BACE1水平下调可能参与减缓CIH引起的交感神经活性过度增强。

β淀粉样前体蛋白裂解酶1在大鼠颈上神经节组织中的表达

目的 观察β淀粉样前体蛋白裂解酶1(BACE1)在大鼠颈上神经节的表达和定位,及慢性间歇性低氧(CIH)对BACE1表达水平的影响。方法 采用RT-PCR、Western blotting和免疫组织化学法检测颈上神经节BACE1的表达及分布。16只雄性SD大鼠随机分为对照(control)组和CIH组,每组8只,模型制作2周,RT-PCR检测CIH对BACE1、过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅激活因子1α(PGC-1α)mRNA水平的影响。结果 BACE1表达于大鼠颈上神经节,主要分布于卫星胶质细胞和神经纤维,而在血管、神经元和小强荧光(SIF)细胞不表达。CIH下调BACE1 mRNA水平,上调PGC-1αmRNA水平(P<0.01)。结论 BACE1定位于大鼠颈上神经节卫星胶质细胞和神经纤维;BACE1水平降低可能参与调节CIH诱导的颈上神经节突触的可塑性。

短干扰RNA特异性抑制哺乳动物β淀粉样前体蛋白裂解酶基因表达

目的:探讨β淀粉样前体蛋白裂解酶(-βsite APP cleav ing enzym e,BACE)的短干扰RNA(short interfering RNA s,siRNA)是否能抑制BACE在哺乳动物细胞中的表达,为阿尔茨海默病(AD)的治疗提供新的手段。方法:采用PCR分别扩增增强型绿色荧光蛋白(EGFP)、U 6启动子和靶向BACE的特异性小干扰RNA(siBACE),随后将相应的序列片段克隆入真核表达载体pLXSN,通过限制性内切酶和测序对该重组表达载体pLXSN/EGFP-U 6-siBACE进行鉴定;制备稳定高表达BACE基因的神经母细胞瘤SK-N-SH细胞株,用荧光显微镜和免疫组织化学的方法观察siRNA对BACE表达的影响。结果:成功构建了靶向BACE的短干扰RNA的逆转录病毒载体pLXSN/EGFP-U 6-siBACE,并能特异性地抑制BACE在神经母细胞瘤SK-N-SH细胞株中的表达。结论:成功构建了针对BACE的短干扰RNA的逆转录病毒表达载体pLXSN/EGFP-U 6-siBACE,并能有效抑制哺乳动物BACE基因的表达,为利用RNA干扰技术作为治疗AD的新方法提供了重要的实验基础。

表观遗传和蛋白质翻译后修饰对β位淀粉样前体蛋白裂解酶1表达调控的研究进展

β位淀粉样前体蛋白裂解酶1(BACE1)最早于1999年被发现鉴定,它是催化β淀粉样蛋白(Aβ)生成的关键限速酶,而Aβ单体的异常聚集所形成的淀粉样斑块是阿尔茨海默病(AD)的典型病理特征。在AD患者的大脑及体液中BACE1的浓度及活性异常增高,BACE1在AD的病理级联过程中发挥重要作用。因此,BACE1是减少Aβ生成,改善早期AD的重要药物靶标。

电针对SAMP8小鼠行为学及大脑皮层β位淀粉样前体蛋白裂解酶表达的影响

目的探讨电针治疗阿尔茨海默病的可能作用机制。方法将快速老化小鼠P8亚系(SAMP8)36只随机分为模型组、电针组和药物组,抗快速老化小鼠R1亚系(SAMR1)12只为正常组。电针组给予电针百会穴、印堂穴20 min后,点刺水沟穴;药物组给予盐酸多奈哌齐按0.92 mg·kg-1剂量灌胃;正常组和模型组给予电针组相同程度和时间的束缚。治疗15 d后,用Morris水迷宫测定小鼠学习记忆能力,免疫组化技术检测小鼠大脑皮层β淀粉样蛋白(Aβ)及β位淀粉样前体蛋白裂解酶(BACE-1)含量,实时荧光定量PCR法测定BACE-1 mRNA的表达。结果与模型组比较,药物组与电针组逃避潜伏期均显著下降,而目标象限游泳时间均显著增加(P<0.05),电针组BACE-1、BACE-1 mRNA表达显著减少(P<0.05);电针组游泳总路程、游泳速度明显下降,与药物组比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论电针可能通过抑制SAMP8小鼠大脑皮层BACE-1表达,降低Aβ水平,达到改善其学习记忆障碍的作用。

洛伐他汀对淀粉样前体蛋白β位点裂解酶表达和活性的影响

目的研究洛伐他汀对淀粉样前体蛋白β位点裂解酶(β-site APP cleaving enzyme,BACE1)表达和活性的影响。方法予洛伐他汀对SH-SY5Y细胞系进行处理;通过噻唑蓝比色(MTT)法观察其对细胞活力的影响;采用酶法测定胆固醇含量,采用荧光光度法测定BACE1活性,采用WesternBlot方法检测BACE1蛋白的表达量。结果与对照组相比,5μmol/L洛伐他汀组作用24h后细胞胆固醇水平下降33.0%(胆固醇与总蛋白含量的比值:3.33vs.4.97;F=5.13,P=0.020),同时BACE1活性下降13.8%(343.14vs.398.22;F=3.773,P=0.035);5μmol/L洛伐他汀组作用48h后细胞胆固醇水平下降49.2%(胆固醇与总蛋白含量的比值:2.65vs.5.22;F=12.239,P=0.001),同时BACE1活性下降38.0%(274.75vs.443.14;F=13.610,P<0.01);洛伐他汀组BACE1蛋白表达量与对照组相比无统计学差异(P>0.05)。结论洛伐他汀不影响BACE1蛋白的表达,但可以抑制BACE1蛋白的活性,同时伴细胞胆固醇水平降低,这为阿尔茨海默病(Alzheimersdisease,AD)的防治提供了新的思路。

胰岛素样生长因子-1对β-淀粉样前体蛋白裂解酶1的影响

目的:探讨胰岛素样生长因子-1(insulin-like growth factor-1,IGF-1)对人类神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y中β-淀粉样前体蛋白裂解酶1(β-site amyloid precursor protein cleaving enzyme1,BACE1)的影响以及可能的细胞信号机制。方法:用不同剂量IGF-1(20、40 ng/ml和80 ng/ml)作用于人类神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y 24 h,荧光定量PCR及Western blot检测BACE-1mRNA及蛋白水平;Western blot检测淀粉样前体蛋白、C99、C83及磷脂酰肌醇-3激酶/丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(phosphoinositide3-kinase/serine threonine kinase,PI3-K/Akt)通路相关蛋白的水平;ELISA检测细胞培养液中β-淀粉样蛋白42(β-amyloid peptide,Aβ42)的水平,然后选择最佳剂量的IGF-1(80 ng/ml)作用于人类神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y,在此之前30 min加入PI3-K抑制剂LY294002(25μmol/L及50μmol/L),重复上述检测。结果:IGF-1降低BACE-1、C99及Aβ42的水平(P=0.000),提高C83的表达(P=0.000),增加Akt的磷酸化(P=0.000),而LY294002具有抑制IGF-1的上述作用。结论:IGF-1降低BACE-1mRNA及蛋白的水平,其机制可能涉及PI3-K/Akt信号通路。

β位淀粉样前体蛋白裂解酶2基因敲除斑马鱼动物模型的构建及其初步应用

目的构建β位淀粉样前体蛋白裂解酶2(β-site APP-cleaving enzyme 2,BACE2)基因敲除斑马鱼动物模型并及其初步探索其应用。方法运用CRISPR/Cas9技术,在斑马鱼中设计针对靶点的gRNA,使之诱导靶点突变,经测序鉴定得到突变体。结果BACE2纯合突变体在早期部分无法存活,RT-PCR结果显示BACE2基因在斑马鱼的早期发育中持续表达。结论 BACE2基因敲除的斑马鱼动物模型将为进一步研究BACE2基因在斑马鱼胰腺发育中的作用和针对糖尿病的药物靶点筛选提供有效工具。

外源性硫化氢对嗜铬细胞瘤细胞β位淀粉样前体蛋白裂解酶1表达的影响

目的观察外源性硫化氢(H2S)对嗜铬细胞瘤细胞(PC12)β位淀粉样前体蛋白裂解酶1(BACE1)表达的影响,并探讨可能涉及的细胞信号机制。方法用不同浓度的硫氢化钠(NaHS)处理体外培养的PC12细胞,利用RT-PCR和Western blot法检测细胞内BACE1mRNA及蛋白表达;继以LY294002和PD98059分别阻断磷脂酰肌醇3-激酶/丝氨酸苏氨酸蛋白激酶(PI3-K/Ak)t及丝裂酶原活化蛋白激酶/细胞外信号调节激酶1/2(MAPK/ERK1/2)通路,Western blot法检测其对NaHS诱导的通路下游蛋白Akt1和ERK1/2磷酸化的影响及其对BACE1蛋白表达变化的调节;ELISA法检测细胞培养液中Aβ42水平的变化。结果 NaHS在实验浓度范围内呈剂量依赖性下调BACE1mRNA及蛋白表达,200μmol/L时最明显,各NaHS组与对照组相比,差异均有统计学意义(P<0.05);LY294002抑制NaHS诱导的Akt1蛋白磷酸化,削弱NaHS对BACE1蛋白的下调作用,其表达在LY294002预处理组与NaHS200μmol/L组相比,差异具有统计学意义(P<0.05);而PD98059虽能抑制NaHS导致的ERK1/2蛋白磷酸化,但对其调节BACE1蛋白表达无影响,PD98059预处理组与NaHS200μmol/L组相比,差异无统计学意义(P>0.05);不同处理条件下的Aβ42表达与BACE1变化趋势基本一致。结论外源性H2S下调PC12细胞BACE1表达,其机制可能与PI3-K/Akt信号通路的激活有关,而与MAPK/ERK1/2通路无关。

芝麻素对低氧条件下鼠嗜铬细胞瘤细胞β淀粉样蛋白和β位淀粉样前体蛋白裂解酶-1表达影响的实验研究

目的:探讨芝麻素对低氧条件下鼠嗜铬细胞瘤细胞(PC12)β淀粉样蛋白(Aβ)和β位淀粉样前体蛋白裂解酶-1(BACE-1)表达的影响。方法:PC12细胞随机分为正常氧组、低氧组、低氧加芝麻素0.5、5.0和50μmol/L浓度干预组,采用酶联免疫吸附法测定(ELISA)检测Aβ1-42水平,免疫印迹试验(Western blot)检测BACE-1蛋白表达。结果:低氧组Aβ1-42水平高于正常氧组(P<0.05),在0.5、5和50μmol/L浓度芝麻素干预后,低氧组Aβ水平降低(均P<0.05);低氧组BACE-1的蛋白表达高于正常氧组(P<0.05),在0.5、5和50μmol/L芝麻素干预后,低氧组BACE-1蛋白水平降低(均P<0.05)。结论:在低氧条件下,PC12细胞Aβ1-42、BACE-1蛋白表达升高,芝麻素降低低氧条件下升高的Aβ1-42,BACE-1表达。

电针对APP/PS1小鼠学习记忆及β位淀粉样前体蛋白裂解酶1表达的影响

目的探讨电针治疗阿尔茨海默病的效果和作用机制。方法雄性8月龄APP/PS1小鼠24只随机分为模型组、电针组和非穴组,各8只。8只野生型小鼠为野生组。电针组电针百会、神庭,非穴组电针双侧肋下非穴区,野生组和模型组予相同抓取和固定,共28 d。干预后,Morris水迷宫测试小鼠学习记忆能力,分别采用免疫荧光和免疫组化技术检测小鼠大脑皮质β淀粉样蛋白(Aβ)和β位淀粉样前体蛋白裂解酶1 (BACE1)含量,RT-PCR检测BACE1 m RNA水平。结果与模型组比较,电针组小鼠Morris水迷宫逃避潜伏期显著下降(P <0.001),穿越平台次数显著增加(P <0.001),BACE1表达和Aβ水平显著减少(P <0.001)。结论电针百会、神庭可能通过抑制APP/PS1小鼠大脑皮质BACE1表达,降低Aβ水平,改善小鼠学习记忆能力。

海马高级糖基化终末产物受体和β-淀粉样前体蛋白裂解酶表达增加与自发性高血压大鼠认知功能损害相关性研究

目的:研究海马区域RAGE蛋白与BACE蛋白异常表达与自发性高血压大鼠(SHR)认知功能损害之间的关系。方法:采用SHR大鼠与正常血压大鼠(NWR)进行相关研究,增强型磁共振成像(MEMRI)检测大鼠海马脑区生理活动。采用Morris水迷宫、新事物识别实验分析大鼠的认知功能。使用Western blot分析海马区域高级糖基化终末产物受体(RAGE)与β-淀粉样前体蛋白裂解酶(BACE)蛋白的表达水平。使用免疫蛋白反应对NWR以及SHR大鼠脑切片进行Aβ斑块染色。结果:SHR相比NWR组,大鼠海马脑活动明显减少(0.698与1.499,P<0.01);Morris水迷宫中,SHR组大鼠在测试阶段对平台的寻找时间显著延长(35.3与12.2,P<0.01);新事物识别实验中,SHR组大鼠对新物体的探索时间显著降低(13.7与31.5,P<0.01);通过检测NWR与SHR组中大鼠海马区域RAGE与BACE蛋白的表达水平,发现RAGE与BACE的表达均有显著升高(0.407与0.789,P<0.05;0.733与1.502,P<0.01);对两组大鼠进行切片染色,发现SHR大鼠海马区域有大量Aβ阳性的斑块沉积。结论:SHR大鼠海马功能低下导致认知功能受损,与海马区域RAGE、BACE蛋白表达增加、Aβ斑块沉积有关。

微环境变化对PC12细胞淀粉样前体蛋白β位点裂解酶1表达的影响

目的·研究微环境变化对PC12细胞淀粉样前体蛋白β位点裂解酶1(β-site amyloid precursor protein cleaving enzyme 1,BACE1)表达的影响。方法·分别采用毒胡萝卜素(thapsigargin,Tg)、脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)、过氧化氢(H_2O_2)、缺氧培养箱和低糖培养基对PC12细胞模拟轻度内质网应激(endoplasmic reticulum stress,ERS)、炎症环境、轻度氧化应激、低氧和低糖环境,用Western blotting和荧光定量PCR检测BACE1蛋白和BACE1 mRNA的表达水平。结果·PC12细胞用0.13μmol/L Tg处理12 h或用0.01 mg/mL LPS处理36 h后,BACE1蛋白和m RNA水平显著上调(均P<0.05);而用0.13 mmol/L和0.25 mmol/L H_2O_2处理12 h,以及低氧环境和低糖环境下,BACE1蛋白和m RNA均未观察到显著变化(均P>0.05)。结论·轻度ERS和炎症环境可以使PC12细胞BACE1的mRNA和蛋白表达上调。

淀粉样前体蛋白β位分解酶1与β-淀粉样蛋白在糖尿病大鼠脑组织中的表达及行为学相关性

目的观察糖尿病大鼠脑组织淀粉样前体蛋白β位分解酶1(BACE1)、β-淀粉样蛋白(Aβ)的表达,探讨糖尿病糖代谢异常在阿尔茨海默病中的作用机制。方法腹腔注射链脲佐菌素诱发糖尿病大鼠动物模型,随机分为正常组(N组)、假手术组(S组)、4周模型组(M4组)、6周模型组(M6组)、8周模型组(M8组)。穿梭箱实验、Morris水迷宫实验检测大鼠认知行为学改变,免疫组织化学法、免疫印迹法、RT-PCR和酶联免疫吸附法(ELISA)检测BACE1;ELISA法检测Aβ在糖尿病大鼠脑组织中的表达,用图像分析仪测定吸光度值。结果M组大鼠的电击次数、学习和记忆潜伏期时间显著延长(P<0.01),主动逃避次数显著降低(P<0.01);ELISA法检测Aβ1-40和Aβ1-42显示糖尿病模型鼠脑组织内Aβ1-40水平明显增高,从正常组的(64.13±6.76)pg/mg升至模型组的(86.43±7.03)pg/mg(P<0.001);Aβ1-42也明显升高,从正常组的(67.43±5.12)pg/mg升至(89.45±5.28)pg/mg(P<0.001);糖尿病模型鼠脑组织内BACE1水平显著增高,ELISA法从正常组的(116.46±8.10)pg/mg升至模型组的(158.73±6.24)pg/mg(P<0.001)。免疫印迹法吸光度值从正常组的0.61±0.11升至模型组的1.52±0.16(P<0.001),RT-PCR法吸光度值从正常组的1.62±0.26升至模型组的3.61±0.32(P<0.001),免疫组织化学法吸光度值从正常组的0.81±0.21升至模型组的2.01±0.36(P<0.001)。BACE1和Aβ表达水平与学习和记忆负相关。结论BACE1和Aβ在糖尿病大鼠脑组织表达增高,糖尿病糖代谢异常增强BACE1和Aβ表达,参与了阿尔茨海默病的发病机制。

多光子激光扫描成像技术对活细胞内淀粉样前体蛋白裂解和β-淀粉样蛋白生成的观察(英文)

目的在活细胞内探究淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)的裂解和p一淀粉样蛋白(amyloid beta,Aβ)的生成机制。方法利用PCR扩增CFP(编码蓝色荧光蛋白),YFP(编码黄色荧光蛋白)和C99(编码APP最后99个氨基酸)三片段。含有54个碱基(编码APP中间18个氨基酸)的片段54bp由生物公司合成。CFP,YFP,54bp和C99四个片段连入载体质粒pcDNA3.0得到重组质粒pcDNA3.0-CFP-54bp-YFP和pcDNA3.0-CFP-54bp-YFP- C99。将这两个重组质粒分别瞬时转染SH-SY5Y细胞。利用多光子激光扫描显微镜观察融合基因的表达,荧光共振能量转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)检测APP的β裂解。免疫细胞化学和多光了激光扫描显微镜观察Aβ的生成。MTT检测转染细胞活性。结果(1)限制性内切酶双酶切消化和测序分析鉴定重组质粒序列完全正确。(2)转染细胞内可以观察剑蓝色平和黄色荧光。(3)在pcDNA3.0-CFP-54bp-YFP转染细胞中存在FRET现象;在pcDNA3.0-CFP-54bp-YFP-C99转染细胞中观察不到FRET现象。(4)免疫细胞化学和多光子激光扫描显微镜观察到在pcDNA3.0-CFP-54bp-YFP-C99转染的细胞中有Aβ的牛成。(5)Aβ的沉积广泛分布于细胞内。(6)随着Aβ在细胞内的产生和聚集,细胞的活性逐步下降。结论C99对于APP的β裂解非常重要。早期Aβ首先在细胞内生成并在细胞内形成广泛沉秋。细咆内聚集的Aβ会影响细胞活性,带来不利结果。

缺氧及复氧对淀粉样前体蛋白、去整合蛋白和金属蛋白水解酶10和淀粉样β分泌酶蛋白表达的影响

目的研究缺氧及复氧损伤对淀粉样前体蛋白(APP)、去整合蛋白和金属蛋白水解酶10(ADAM 10)和淀粉样β分泌酶(BACE 1)蛋白表达的影响。方法分为缺氧组和对照组。缺氧组在缺氧条件下(95%N2,5%CO2)培养SH-SY 5Y细胞24h后复氧,分别于0h、12h、24h利用W estern-b lot方法检测APP、ADAM 10和BACE 1蛋白表达;对照组在正常情况下培养,与缺氧组同一时间进行接种和处理。结果缺氧培养SH-SY 5Y细胞24h后复氧各时间点APP蛋白表达与对照组相比差别无统计学意义(P=0.818,0.728和0.674);ADAM 10蛋白表达分别较对照组下降25.5%,67.3%和75.9%(P=0.001,0.001,0.000);BACE 1蛋白表达分别较对照组增加22%,42%和51.5%(P=0.021,0.000和P=0.000)。结论缺氧及复氧可以降低ADAM 10蛋白表达和增加BACE 1蛋白表达。提示血管因素可能使APP更易通过产生淀粉样肽(Aβ)途径裂解,而参与SAD的病理过程。

γ-分泌酶、淀粉样前体蛋白和早老蛋白1在阿尔采末病中相关性的研究进展

阿尔采末病近年来发病率逐渐升高,对其发病机制的研究逐步深入。APP、PS1为已被明确的痴呆基因,γ-分泌酶是生成Aβ的限速酶,三者都是目前AD领域研究的热点,但是三者在AD间的具体相互作用机制及过程迄今还尚未明确,这些都可能是发现AD治疗新途径的潜在位点。

运动训练对D-半乳糖造阿尔茨海默病模型大鼠海马β位淀粉样蛋白42和裂解酶1的影响

目的:探讨游泳+跑台的混合运动训练对D-半乳糖所致阿尔茨海默病(AD)模型大鼠海马内β位淀粉样蛋白42和裂解酶1(Aβ42、BACE1)的影响。方法:将16只雄性SD大鼠随机分为安静注射组(C组)和运动注射组(T组),所有大鼠连续8周腹腔注射D-gal造阿尔茨海默病模型大鼠,同时,T组大鼠连续进行8周的游泳和跑台(均每周3次,交替进行)相结合的混合运动训练。运用WesternBlot法检测大鼠海马Aβ42蛋白表达量,运用RT-PCR法检测大鼠海马BACE1mRNA和IGF-1mRNA的表达量。结果:①与C组相比,T组大鼠海马内Aβ42蛋白表达量显著减少,具有极显著性差异(P<0.01);②C组比T组大鼠海马内BACE1mRNA表达量多,具有显著性差异(P<0.05);③与C组相比,T组大鼠海马内胰岛素源生长因子(IGF)-1mRNA表达增加,具有极显著性差异(P<0.01)。结论:游泳和跑步混合运动训练能延缓AD的发展进程,这可能与运动训练上调了AD大鼠海马内IGF-1mRNA表达有关。