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。

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。

二苯乙烯苷对淀粉样前体蛋白/早老蛋白-1双转基因小鼠脑组织半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3和淀粉样前体蛋白表达的影响

目的观察二苯乙烯苷(TSG)对淀粉样前体蛋白(APP)/早老蛋白-1(PS1)双转基因小鼠脑组织半胱氨酸天冬氨酸蛋白酶3(caspase-3)、APP表达水平的影响,探讨其防治AD的可能机制。方法 2014年10月,将50只SPF级、雄性、APP/PS1双转基因小鼠按照随机数字表法分为模型组、石杉碱甲组、TSG低剂量组、TSG中剂量组、TSG高剂量组,每组10只。并选取10只SPF级、雄性、C5B7L/6J小鼠为正常对照组。石杉碱甲组小鼠灌胃给予石杉碱甲0.020 mg/kg,TSG低剂量组、TSG中剂量组、TSG高剂量组小鼠分别灌胃给予TSG 0.033、0.100、0.300 g/kg,模型组、正常对照组小鼠灌胃给予0.9%氯化钠溶液10.000 ml/kg;1次/d,连续给药60 d。采用免疫组化法检测各组小鼠脑皮质和海马区caspase-3阳性细胞数,Western blotting法检测各组小鼠脑组织APP表达水平。结果正常对照组、石杉碱甲组、TSG低剂量组、TSG中剂量组、TSG高剂量组小鼠脑皮质、海马区caspase-3阳性细胞数少于模型组(P<0.05);TSG低剂量组、TSG中剂量组、TSG高剂量组小鼠脑皮质、海马区caspase-3阳性细胞数与石杉碱甲组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。正常对照组、石杉碱甲组、TSG低剂量组、TSG中剂量组、TSG高剂量组小鼠脑组织APP表达水平均低于模型组(P<0.05);TSG低剂量组、TSG中剂量组、TSG高剂量组小鼠脑组织APP表达水平与石杉碱甲组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 TSG对APP/PS1双转基因小鼠有明显的治疗作用,其防治AD的机制可能与抑制caspase-3和APP表达、减少β淀粉样蛋白产生、减缓神经元凋亡等机制有关。

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。

不同浓度十二烷基磺酸钠在提取甲醛固定石蜡包埋组织β-淀粉样前体蛋白剪切酶-1中的作用

目的:探索从甲醛固定、石蜡包埋(formaldehyde-fixed,paraffin-embedded,FFPE)的脑组织中提取β-淀粉样前体蛋白剪切酶-1(BACE-1)的有效方法。方法:将大鼠FFPE脑组织分别加入不同浓度十二烷基磺酸钠(SDS,0%,0.5%,1%,2%和4%)提取BACE-1,新鲜大鼠脑组织作为对照组。提取的BACE-1蛋白量采用Western blot进行检测。结果:未用SDS处理的固定组织提取不到BACE-1,随着SDS浓度的逐渐升高,固定组织中提取的BACE-1蛋白也逐渐增加,4%SDS处理的FFPE组织与新鲜组织提取的BACE-1蛋白量没有明显差别。结论:SDS处理是FFPE组织提取BACE-1的必需条件,高浓度(4%)SDS处理是FFPE组织提取BACE-1的一种有效方法。

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。

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。

淀粉样前体蛋白酶与β-淀粉样蛋白在衰老痴呆大鼠脑组织中的表达

目的观察衰老痴呆大鼠脑组织淀粉样前体蛋白酶(APP)、β-淀粉样蛋白(Aβ)表达,探讨APP及Aβ在痴呆衰老中的作用机制。方法Wistar大鼠随机分为正常组、假手术组、4、6、8w模型组。穿梭箱实验、Morris水迷宫实验检测认知行为学改变,蛋白质免疫印迹法和酶联免疫吸附法检测APP,酶联免疫吸附法检测Aβ在衰老痴呆大鼠脑组织中的表达,用图象分析仪测定光密度值。结果4、6及8w模型组APP、Aβ表达较正常组及假手术组明显增高(P<0.01),3个模型组间比较无显著差异(P>0.05),APP和Aβ表达时间上无相关性,APP蛋白表达水平与学习、记忆正相关,Aβ蛋白表达水平与学习、记忆负相关。结论APP及Aβ在衰老痴呆大鼠脑组织表达增高,推测APP具有脑保护作用,Aβ参与了衰老痴呆的发病机制但不具有病理意义。

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。

去痴灵对AD模型小鼠脑内β-淀粉样前体蛋白和脑啡肽酶基因表达的影响

目的探讨去痴灵对老年性痴呆(Alzheimer′s disease,AD)小鼠学习记忆及脑内β-淀粉样前体蛋白(amyloid beta-protein precursor,APP)和脑啡肽酶(Neprilysin,NEP)基因表达的影响。方法选用昆明种小鼠,腹腔注射D-半乳糖和灌胃三氯化铝制备AD模型小鼠,第51天开始,治疗组分别灌胃低、中、高剂量(10、20、40g.kg-1.d-1)的去痴灵,以石杉碱甲作为阳性对照药,连续40d。通过Morris水迷宫和半定量反转录聚合酶链反应(RT-PCR)测定去痴灵对AD小鼠学习记忆和脑内APP和NEPmRNA含量的影响。结果低、中、高剂量的去痴灵均能改善AD小鼠的学习记忆能力,下调APP基因表达,高剂量去痴灵能上调NEP基因的表达。结论去痴灵能改善AD小鼠学习记忆能力,降低APP基因表达及增加NEP基因表达。

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。

N-甲基-D-天冬氨酸受体抑制剂盐酸美金刚对老年性痴呆大鼠β-淀粉样前体蛋白及β分泌酶表达的影响

目的探讨N-甲基-D-天冬氨酸(NMDA)受体抑制剂盐酸美金刚对老年性痴呆(AD)大鼠β-淀粉样前体蛋白(APP)及β分泌酶(BACE1)表达的影响。方法 30只SD大鼠随机数字表法分为假手术组、模型组、治疗组(盐酸美金刚组);除假手术组外,其余两组大鼠海马注射10μgβ-淀粉样蛋白(Aβ)1-40构建AD大鼠模型,治疗组大鼠腹腔注射10 mg·kg^(-1)·d^(-1)盐酸美金刚,其余两组给予等量生理盐水,连续给药14 d,并于第1、3、7、14天采用Morris水迷宫实验检测大鼠的空间学习记忆能力,于14 d处死大鼠取血及海马组织。ELISA法检测血清及海马组织中Aβ含量,western blot及RT-PCR法检测海马组织中APP和BACE1蛋白及mRNA表达量。结果与假手术组比较,模型组大鼠水迷宫潜伏期延长,Aβ含量显著提高,APP及BACE1蛋白及mRNA含量显著提高,均差异有统计学意义(P<0.01);与模型组比较,治疗组大鼠水迷宫潜伏期缩短,Aβ含量显著降低,APP及BACE1蛋白及mRNA含量显著下降,均差异有统计学意义(P<0.01)。结论盐酸美金刚能通过阻断APP裂解,从而抑制AD大鼠海马组织中Aβ沉积。

β-位点淀粉样前体蛋白剪切酶-1在阿尔茨海默病中的表达、作用及其抑制剂

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)是引起老年性痴呆的常见神经退行性疾病,主要临床表现为学习记忆功能减退、认知功能障碍,最终导致患者死亡。β-淀粉样蛋白(beta-amyloid protein,Aβ)是目前公认的AD发病的中心环节,由淀粉样前体蛋白(amy loidprecursor protein,APP)经β-位点APP剪切酶-1(β-site APP cleavage enzyme-1,BACE-1)和γ-分泌酶降解生成,BACE-1介导了APP的第1次剪切,是Aβ产生的关键酶和限速酶,故BACE-1的活性决定其剪切产物Aβ的产生。

亚低温干预对颅脑创伤大鼠β-淀粉样蛋白前体蛋白表达的影响

目的观察颅脑创伤（TBI）大鼠脑海马组织β-淀粉样蛋白前体蛋白（APP）的表达以及亚低温干预对APP表达的影响。方法30只Wistar大鼠按随机数字表法分为对照组、TBI常温组[（37．0±0．5）℃]和TBI亚低温组[（32．0±O．5）℃]，每组10只。用液压冲击致伤法建立中度TBI动物模型，常温或亚低温干预6h后，观察大鼠神经功能行为学变化，苏木素-伊红（HE）染色观察海马组织病理学改变，逆转录-聚合酶链反应（RT-PCR）检测海马区APPmRNA表达，组织免疫荧光和蛋白质免疫印迹法（Western blotting）检测APP、β-淀粉样蛋白（Aβ）蛋白表达。结果与对照组比较，TBI常温组神经功能行为评分（分）明显降低（26．08±1．23比35．00±0．00），脑海马组织存活的神经元数量减少，APP阳性神经元数量明显增加，APPmRNA及相关蛋白表达均明显升高（APPmRNA：1．491±0．122比0．711±0．082，APP蛋白：1．782±0．034比0．763±0．023，Aβ蛋白：1．321±0．240比0．092±0．002，均P〈0．05）。与TBI常温组比较，TBI亚低温干预能显著提高大鼠TBI后神经功能行为评分（32．29±1．31比26．08±1．23），增加脑海马区存活的神经元数量，减少APP阳性神经元细胞数，APPmRNA及其相关蛋白表达均显著降低（APPmRNA：0．733±0．084比1．491±0．122，APP蛋白：0．653±0．026比1．782±0．034，Aβ蛋白：0．123±0．003比1．321±0．240，均P〈0．05）。结论大鼠TBI后的APP蓄积可能是发生继发性脑损伤（SBI）的机制之一，亚低温可通过减少APP的生成来减轻SBI的程度，起到神经保护作用。

跑台运动对D-半乳糖阿尔茨海默病大鼠海马β-淀粉样前体蛋白和Tau蛋白基因表达的影响

目的:探讨8周的有氧跑台运动对D-半乳糖模型阿尔茨海默病(AD)大鼠海马β-淀粉样前体蛋白(APP)和Tau蛋白及其激酶糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)m RNA表达的影响。方法:选用健康雄性8周龄SD大鼠16只,随机分为对照组(C组,n=8),运动组(T组,n=8)。两组大鼠连续8周经腹腔按120mg/kg·d的浓度注射D-半乳糖造模AD大鼠,同时对T组大鼠进行连续8周,每周5次的有氧跑台运动。运用实时荧光定量RT-PCR的方法检测两组大鼠海马APP、Tau蛋白和GSK-3β的m RNA表达水平。结果:8周的有氧跑台运动显著下调了T组大鼠海马APP、Tau蛋白和GSK-3β的m RNA表达水平;其中,APP的下调幅度为42%(P<0.05),Tau蛋白的下调幅度为45%(P<0.01),GSK-3β的下调幅度为38%(P<0.05)。结论:8周的有氧跑台运动有效抑制了APP和Tau蛋白的基因表达水平,其机制可能是与运动抑制了GSK-3β的基因表达水平有关。

补肾益智方对Alzheimer病模型大鼠脑内β-淀粉样前体蛋白的影响

目的 :观察补肾益智方对Alzheimer病 (AD)模型大鼠脑内 β 淀粉样前体蛋白 (β APP)的影响。方法 :以D 半乳糖致亚急性衰老合并Meynert核损毁作为AD大鼠模型 ,用免疫组织化学检测及体视学分析方法观察大鼠脑内β APP的变化。 结果 :补肾益智方能显著降低AD模型大鼠脑内顶叶皮质、海马CA1区、齿状回β APP免疫阳性神经元的细胞数、积分光密度值 (P <0 0 5 ,P <0 0 1)。 结论 :补肾益智方能减少或抑制β APP的过度产生 ,这可能是其减少β淀粉样蛋白 (β AP)沉积 ,改善AD模型大鼠学习记忆的作用机制之一。

β-淀粉样前体蛋白与β-淀粉样蛋白在糖尿病大鼠脑组织中的表达意义及行为学相关性研究

目的观察糖尿病大鼠脑组织β-淀粉样蛋白(Aβ)、β-淀粉样前体蛋白(APP)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(STZ)诱发糖尿病大鼠动物模型,随机分组: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水迷宫实验检测认知行为学改变,蛋白质免疫印迹法、RT-PCR和酶联免疫吸附法检测APP,酶联免疫吸附法检测Aβ,用图像分析仪测定光密度值。结果模型组与正常组、假手术组比较有明显差别(P<0.01),模型组APP、Aβ表达明显增高。3个模型组比较无显著性差异,Aβ与APP正相关,APP表达水平与学习、记忆损伤负相关,Aβ与学习、记忆损伤正相关。结论APP、Aβ在糖尿病大鼠脑组织表达增高,糖尿病糖代谢异常增强Aβ表达参与了阿尔茨海默病的发病机制,APP具有双重作用机制,既具有脑保护作用,又有增高Aβ表达作用。

三七总皂苷对快速老化小鼠SAMP8大脑β-淀粉样蛋白前体蛋白表达的影响

目的探讨三七总皂苷(PNS)对快速老化小鼠SAMP8β-淀粉样蛋白前体蛋白(APP)表达的影响。方法采用免疫组织化学方法,在高倍显微镜下随机选取小鼠大脑顶叶皮层和海马周围白质连续五个视野,并计数五个视野APP免疫阳性细胞平均个数。结果PNS能明显减少快速老化小鼠大脑APP阳性细胞数量。结论PNS对SAMP8 APP的表达有明显抑制作用。

人参皂苷Rg_1、Rb_1对淀粉样前体蛋白分泌酶代谢途径的影响

目的观察人参皂苷Rg1、Rb1对淀粉样前体蛋白代谢途径中α分泌酶活性和基因表达的影响。方法用转染突变型PS1(ML46L)和野生型PS1的CHO细胞,通过荧光酶标技术检测α分泌酶活性,Western blot免疫印迹、RT-PCR技术检测α分泌酶基因ADAM9、ADAM10的蛋白和RNA表达。结果转染突变型PS1 ML46L组α分泌酶活性较转染野生型PS1(WT组)低(P<0.05),加用人参皂苷Rg1、Rb1后转染突变型PS1ML46L组α分泌酶活性较未加用组不同程度增高(P<0.05),同时ADAM9、ADAM10的蛋白及RNA表达较未加用组有不同程度增多(P<0.05)。结论人参皂苷Rg1、Rb1均可不同程度增加α分泌酶中ADAM9、ADAM10基因表达,提高α分泌酶活性,且人参皂苷Rg1调节作用优于人参皂苷Rb1。关键词:人参皂苷Rg1;人参皂苷Rb1;淀粉样前体蛋白分泌酶;