血尿酸水平及生活环境因素与帕金森病的相关性

目的 研究血尿酸水平及相关生活环境因素与帕金森病发病风险的关系。方法采用病例对照研究，按照性别及年龄1：1匹配，入组病例组及对照组各397例，采用问卷调查方式，收集人口学以及吸烟、饮酒、运动等生活环境信息，并采集生化样本资料，分析血尿酸水平及其环境因素联合作用下对帕金森病发病风险的影响。结果较高的血尿酸水平能降低帕金森病发病风险（OR=0．39，95％C10．25—0．63），按照性别分组后，这一相关性仍存在。血尿酸水平升高的不吸烟人群（OR=0．52，95％C10．32—0．76）、不饮酒人群（OR=0．48，95％C10．34～0．70）和运动时间超过1h／d的人群（OR=0．51，95％C10．35—0．74）中帕金森病的发病风险降低，而在吸烟、饮酒人群中和运动时间小于1h／d的人群中，高尿酸水平并不能显著降低帕金森病发病风险。结论高尿酸水平能降低帕金森病的发病风险，生活环境因素可能修饰了血尿酸对帕金森病的保护作用。

重组人源galectin-1通过调节自噬水平保护神经元

目的制备重组人源半乳糖凝集素1(rhgalectin-1),并研究其对受损神经元自噬水平的促进作用。方法利用PCR技术构建pEGX-4T-1-galectin-1原核生物蛋白表达质粒,构建工程菌。收集rhgalectin-1蛋白,并进行纯化及纯度鉴定。用细胞毒性物质鱼藤酮(rotenone)处理神经母细胞瘤SK-N-SH细胞系,检测在有无rhgalectin-1预处理的情况下自噬标志物LC3Ⅱ以及p62的水平,分析不同组别细胞的自噬水平。结果成功制备了具有生物学活性的rhgalectin-1,发现rhgalectin-1可降低鱼藤酮对SK-N-SH细胞的毒性作用。鱼藤酮处理SK-N-SH细胞后,其自噬水平有所降低。表现为LC3Ⅱ水平明显降低以及p62水平明显增加(P<0.05)。而rhgalectin-1预处理组细胞自噬水平明显增加,LC3Ⅱ水平明显升高,p62水平明显降低(P<0.05)。当用自噬阻断剂bafilomycin阻断自噬体降解后,可观察到rhgalectin-1预处理并给予鱼藤酮刺激组较单独鱼藤酮刺激组LC3Ⅱ水平明显增加(P<0.05),此现象说明了rhgalectin-1处理的确增强了自噬水平而不是抑制自噬体的降解。结论 rhgalectin-1可以增强神经元的自噬水平,这一特性可能在神经元的毒性抵抗以及损伤后修复过程中发挥重要作用。

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。

PINK1减轻α-突触核蛋白引起的线粒体损伤

目的证明PINK1对α-突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)引起的线粒体损伤的影响。方法将携带人源PINK1和α-syn基因的质粒共转染MN9D多巴胺能神经细胞,流式细胞术检测细胞内活性氧(reactive oxygen species,ROS)、线粒体渗透性转运孔(mitochondrial permeability pore,mPTP)的开放情况及线粒体膜电势(ΔΨm)变化;MTT和乳酸脱氢酶法检测细胞活力及细胞损伤情况。结果 PINK1减少α-syn引起的ROS的生成、线粒体膜孔的开放及线粒体膜电势降低,并减轻α-syn所致细胞活力下降及和细胞损伤。结论 PINK1可以减轻α-syn引起的线粒体损伤。

鱼藤酮对MN9D细胞蛋白磷酸酶2A活力的影响

目的观察鱼藤酮是否诱导蛋白磷酸酶2A(PP2A)的活力下降,并探讨其机制。方法小鼠中脑多巴胺能细胞系MN9D细胞分为正常组(正常培养)、对照组(培养液中加入与鱼藤酮组等体积的二甲基亚砜)、鱼藤酮组(培养液中加入不同浓度鱼藤酮培养24 h)和鱼藤酮+C2组(5μmol/L C2-神经酰胺预处理8 h后,50 nmol/L鱼藤酮暴露24 h)。MTT法检测细胞活力,Western blotting分析总PP2A水平及酪氨酸磷酸化水平,比色法检测PP2A活性。结果与对照组相比,鱼藤酮组细胞活力明显下降(P<0.01),PP2A催化亚基酪氨酸磷酸化提高(P<0.01),PP2A活性降低(P<0.05)。鱼藤酮+C2组PP2A酪氨酸磷酸化水平较鱼藤酮组明显降低(P<0.01),PP2A活性提高(P<0.05),细胞活力明显提高(P<0.01)。结论鱼藤酮通过提高PP2A催化亚基307位点酪氨酸磷酸化水平,抑制PP2A活性,并可能参与细胞活力下降。可为发现帕金森病药物作用靶点提供参考。

双分子荧光互补分析法检测α-突触核蛋白的聚集及在细胞间的传播

目的利用双分子荧光互补(BiF C)分析检测α-突触核蛋白的聚集及在细胞间的传播。方法首先利用高灵敏的荧光素酶human Gaussiaprinceps luciferase作为报告蛋白,将其N端(1～93)与C端(94～169)分别与α-突触核蛋白的C端融合,记作L1和L2,并将L1和L2同时在SK-N-SH细胞中共同表达,结果显示BiFC分析可以特异地检测出α-突触核蛋白的聚集。接下来将L1和L2分别在SK-N-SH细胞中表达,收集L1的培养基加入到表达L2的细胞中。同理,收集L2的培养基加入到表达L1的细胞中。结果 BiFC分析可检测到α-突触核蛋白在细胞间传播。结论 BiFC可有效检测α-突触核蛋白的聚集及在细胞间传播。

TRPC3参与α-突触核蛋白引起的线粒体损伤

目的探讨经典型瞬时受体电位通道3(transient receptor potential canonical channel 3,TRPC3)是否参与α-突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)引起的线粒体损伤。方法在α-syn过表达原代培养神经元、α-syn转基因及敲除小鼠模型,利用免疫印迹和免疫荧光技术检测TRPC3和α-syn在线粒体内的定位和表达;在原代培养神经元,运用MTT和乳酸脱氢酶法检测细胞活力和受损情况,JC-1法检测线粒体膜电势,观察敲减TRPC3对α-syn过表达引起的线粒体损伤和细胞损伤的影响。结果 TRPC3和α-syn共同表达于线粒体,过表达α-syn增加TRPC3在线粒体的分布,敲除α-syn则下调TRPC3在线粒体的分布。敲减TRPC3明显减轻过表达α-syn引起的线粒体膜电势下降和细胞毒性。结论 TRPC3可能参与过表达α-syn引起的线粒体损伤。

不同亚细胞定位的alpha-突触核蛋白对SK-N-SH细胞的毒性影响

在帕金森病中,alpha-突触核蛋白(α-synuclein)累积与聚集所产生的细胞毒性是发病的重要原因。本文目的是探求不同亚细胞定位的α-突触核蛋白对于细胞的毒性影响。分别在α-突触核蛋白前插入核输出序列(nuclear export sequence,NES)或核定位序列(nuclear localization sequence,NLS),使其特定地表达在细胞质或细胞核中。构建成功的质粒分别在神经母细胞瘤SK-N-SH细胞中表达,通过免疫荧光与Western印迹法检测蛋白质的表达情况。结果显示,NES-α-synuclein特异性地在细胞质中表达,NLS-α-synuclein特异性地在细胞核中表达。乳酸脱氢酶法检测结果表明,相较于WT-α-synuclein组,NES-α-synuclein组的乳酸脱氢酶的释放量减少26. 54%,NLS-α-synuclein组的乳酸脱氢酶释放量增加12. 85%。CCK8法检测细胞活性结果表明,相较于WT-α-synuclein组,NES-α-synuclein组的细胞活力提高35. 51%,NLS-α-synuclein组的细胞活力减少7. 93%。上述结果提示,胞质内表达α-synuclein对于细胞的毒性更小,而细胞核内表达的α-synuclein对细胞有更强的毒性作用。这些发现为研究帕金森病的分子机制提供了新的研究思路。

慢病毒载体介导下DJ-1过表达细胞模型的建立

目的构建人野生型DJ-1及其L166P突变体的慢病毒载体并探讨慢病毒载体在构建基因过表达细胞模型中的作用。方法分别构建野生型DJ-1与L166P突变型DJ-1慢病毒载体质粒。进行测序确定比对正确后,进行质粒的大量扩增与制备并转染包装细胞系HEK293T细胞,荧光法和Western blot检测野生型DJ-1与L166P突变型DJ-1在细胞系中的表达。在确定目的蛋白正确表达之后,大量转染HEK293T细胞进行包装并生产携带目的基因的慢病毒颗粒。测定病毒上清滴度后感染PC12细胞,荧光显微镜和Western blot观察GFP荧光强度以及目的蛋白的表达,确定病毒的感染效率。结果成功构建携带DJ-1野生型及其突变体的慢病毒载体。该病毒载体可以转染进入HEK293T细胞内且目的蛋白能够正确表达。LV-DJ-1与LV-DJ-1/L166P的病毒滴度分别为2×10~9TU/m L与2×10~8TU/m L。病毒上清可以高效感染PC12细胞,绝大多数细胞可表达目的蛋白。外源野生型DJ-1和L166P突变体的蛋白表达量分别是内源性含量的315%和285%。结论慢病毒感染细胞效率很高,是很好的制备基因过表达细胞的方法。通过慢病毒载体介导,本研究获得了DJ-1及其突变体的过表达细胞模型。该模型可以用于后续DJ-1功能研究。

烟碱通过α7 nAChR-JAK2通路抑制BV2小胶质细胞炎症因子的释放

神经炎症是包括帕金森病(Parkinson’s disease,PD)等的神经退行性疾病重要的发病机制之一。因此,抑制神经炎症应该是改善神经退行性疾病的有效途径。烟碱等烟碱型乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptors,nAChR)激动剂对PD的干预有积极作用,但是其具体的机制尚不明确。本文主要通过细胞来研究烟碱在神经炎症模型中调节小胶质细胞炎症因子分泌及其在神经元的保护中发挥的作用,并进一步探讨烟碱发挥抗炎作用的分子机制。为此,用脂多糖(LPS)诱导BV2小胶质细胞的炎症反应,并用烟碱进行预处理;随后,收集经烟碱和LPS处理过的BV2细胞培养基,并用以继续培养SK-N-SH神经母细胞瘤细胞系。结果显示:与无处理对照组相比,LPS以剂量依赖的方式促进BV2细胞释放炎症因子TNF-α和IL-6(P<0.05)。而且随着LPS使用浓度的增加,经LPS处理过的BV2条件培养基对SK-N-SH细胞的损伤增加(P<0.05)。另外,在LPS损伤BV2细胞之前加入不同浓度的烟碱对其进行预保护,与仅添加LPS的损伤组相比,随着烟碱使用浓度的增高,其下调BV2细胞释放炎症因子TNF-α和IL-6的能力逐渐增强(P<0.05),而且烟碱预处理显著缓解LPS导致的BV2条件培养基对SK-N-SH细胞的毒性作用(P<0.05)。此外,我们发现,烟碱抑制炎症因子分泌及其对SK-N-SH细胞的保护作用可以被nAChR的非选择性抑制剂筒箭毒碱(d-TC),α7 nAChR的特异性抑制剂甲基牛扁亭柠檬酸盐(MLA)以及Janus激酶2(JAK2)特异性抑制剂α-氰基-(3,4-羟基)N-苄苯乙烯胺(AG-490)阻断(P<0.05)。这些结果提示,烟碱可能通过抑制BV2小胶质细胞分泌炎症因子的方式发挥神经保护作用,而烟碱的这种作用主要依赖于α7 nAChR-JAK2通路。本研究为进一步探讨烟碱抗炎的分子机制,以及研发中枢系统抗炎药物提供科学依据。

蛋白质/多肽片段互补分析法检测alpha-突触核蛋白在细胞中的聚集

Alpha-突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)聚集是引起帕金森病(Parkinson’s disease,PD)发生发展主要原因。本文用蛋白质/多肽片段互补分析法(protein-fragment complementation assays,PCAs)检测α-syn在细胞内的聚集。分别构建融合α-syn与人工改造的荧光素酶human Gaussiaprinceps luciferase(h GLuc)蛋白N端或C端蛋白的质粒,共转入人神经母细胞瘤SK-N-SH细胞,通过检测酶活性来确定野生型(wild type,WT)及A53T突变体α-syn在细胞中的聚集情况。结果表明WT和A53T突变α-syn都能使荧光素酶活性增强,而且与野生型α-syn相比,突变体A53T的荧光素酶活性更强,说明二者都能聚集,而且A53T聚集程度高于WT。PCAs法具有高灵敏度,不仅能检测α-syn在细胞内的聚集,而且能反映其聚集的程度,为研究帕金森病提供了研究思路和相应药物筛选的有效工具。