雷帕霉素抗神经退行性病研究进展

雷帕霉素作为一种传统的抗真菌药物,具有免疫抑制剂和抗肿瘤的作用。值得注意的是,它通过抑制哺乳动物雷帕霉素靶标蛋白mTOR、受体FKBP、VMP1,促进自噬,抑制了帕金森病、亨廷顿病等神经退行性变的病理过程,从而有望成为一种新的抗神经退行病药物。本文对其新的研究进展予以综述。

人脐血干细胞定向分化为神经细胞的诱导方法

目的:分析人脐血干细胞在体外和体内向神经细胞分化的不同诱导条件。资料来源:应用计算机检索Medline数据库1990-01/2005-10相关脐带血干细胞向神经细胞分化文章,检索词为“umbilicalcordblood,mesenchymalstemcells,neuraldifferentiation”,分别组合进行检索,限定文章语言种类为English,同时计算机检索中文期刊数据库2000-01/2005-10相关脐带血间充质干细胞向神经分化文章,检索词为:“脐带血,间充质干细胞,神经分化”,分别组合进行检索,限定文章语言种类为中文。资料选择:初审资料,选取包括人脐血干细胞分化为神经细胞的文章。纳入标准:①脐带血间充质干细胞。②间充质干细胞向神经细胞分化。排除标准:①脐带血造血干细胞。②文献综述,重复研究,Meta分析类文章。资料提炼:共收集到68篇符合要求的文章,查找全文,选取其中近期相关文章19篇。将所有文章按照脐血干细胞诱导分化体外实验和体内实验进行分类综合。资料综合:脐带血干细胞来源丰富、采集方便、安全,且体外扩增迅速,在体外和体内一定条件下可以分化为神经细胞,然而不同的诱导条件对其分化的影响有不同,人们运用各种手段希望能找到诱导效率较高的诱导方法,包括几种化学诱导剂联合,生长因子之间配伍,化学诱导剂与生长因子联合,或应用接近生理状态的条件培养基等。在改进诱导条件的同时人们开始关注单一表型的细胞群作为实验对象是否能有效地提高诱导效率。研究者以期找到一种高效率而具有应用价值的诱导方法,为将脐带血干细胞应用于神经科学领域提供有力的证据。结论:人脐血干细胞在体外和体内一定条件下可以分化为神经细胞,应用于中枢神经系统疾病的细胞治疗具有广阔前景,然而寻找高效实用的诱导方法仍需要进一步研究。

α-Synuclein聚集与帕金森病——影响α-synuclein蛋白聚集的因素

α-synuclein基因是最早发现的与帕金森病相关的基因,在部分家族性帕金森病患者中存在该基因的突变.而无论是家族性还是散发性帕金森病,其特征性包涵体——Lewy小体的主要成分都是聚集的!-synuclein蛋白.目前研究发现的影响α-synuclein蛋白聚集的因素种类繁多.根据其对α-synuclein聚集的影响效应,主要分为促进聚集与抑制聚集两大类,不同因素作用于α-synuclein聚集的不同阶段或不同状态的α-synuclein.值得注意的是,目前研究认为可溶性寡聚物的毒性要强于聚集状态的α-synuclein,因此探讨影响α-synuclein蛋白聚集的因素,尤其是探讨各种因素对α-synuclein聚集状态的影响有重要意义.

人脐血非造血干细胞的基本特性

目的:通过对体外培养人脐血来源非造血干细胞生长特性的观察和对细胞免疫表型的检测,探讨人脐血来源非造血干细胞的一般特性,为进一步研究人脐血来源非造血干细胞提供依据。方法:实验于2005-01/10在首都医科大学北京神经科学研究所和首都医科大学组织学胚胎学教研室实验室完成。脐带血由首都医科大学附属天坛医院提供,经密度梯度离心法分离新鲜脐带血,获取的单个核细胞进行培养。①倒置显微镜下观察细胞形态。②培养基中加入白血病抑制因子或用Mescencult间充质干细胞培养基进行培养,记录细胞生长状况。③流式细胞术分析脐血单个核细胞的免疫表型。结果:①人脐血非造血干细胞形态观察:较低密度接种细胞并不能形成大量贴壁细胞,而以5×106细胞密度接种则在48～72h后出现贴壁的梭形细胞,培养过程中细胞形态逐渐形成均一梭形。②生长特性:人脐血非造血干细胞接种5d后增殖速度加快,随后的几天内保持较快的增殖速度,15d后进入平台期。高糖DMEM培养基+胎牛血清和高糖DMEM培养基+胎牛血清+白血病抑制因子,两种培养体系在细胞增殖上未显示差异,白血病抑制因子并没有显著改善人脐血非造血干细胞生长增殖速度。③免疫表型:新鲜脐血经分离得到的单个核细胞中有少量CD34阳性细胞,CD90,CD166阳性细胞比例分别为(24.18±5.46)%和(36.44±6.26)%;人脐血非造血干细胞体外培养10d左右无CD34阳性细胞,CD166阳性细胞的比例达(76.48±4.54)%,较单个核细胞中CD166阳性细胞比例明显增高,并且表达HLA-ABC,而少量表达HLA-DR。结论:合适的细胞接种密度有利于人脐血非造血干细胞贴壁生长。白血病抑制因子并不能增加体外培养的人脐血非造血干细胞的生长增殖速度。人脐血非造血干细胞体外培养10d左右可以获得纯度较高的CD166阳性细胞。

人PINK1抗血清的制备及其免疫活性物质在大鼠脑组织中的表达

目的制备帕金森病相关蛋白PINK1抗血清并检测其在大鼠脑组织中的表达特征。方法制备人PINK1基因重组蛋白,免疫新西兰大耳白兔获得抗PINK1抗血清;通过盐析法初步纯化、Western blotting法鉴定抗血清的敏感性和特异性、免疫组化法检测PINK1在大鼠脑中的分布。结果人PINK1基因重组蛋白以包涵体形式在大肠杆菌中高效表达;纯化蛋白制备兔抗血清经盐析纯化后,兔抗人PINK1抗血清特异性识别人PINK1基因重组蛋白及大鼠脑匀浆中40000和66000的蛋白质,与预期结果一致;免疫组化染色显示PINK1广泛分布在嗅球、皮质、海马、纹状体、小脑、黑质和红核。结论制备了一种兔抗人PINK1多克隆抗血清;PINK1广泛分布于大鼠中枢神经系统;为以后深入研究PINK1表达的组织分布、细胞内定位及其生物学功能提供了有效地实验工具。

帕金森病模型大鼠中脑黑质磷酸化α-突触核蛋白表达增加

目的观察鱼藤酮对大鼠中脑黑质磷酸化α-突触核蛋白(α-SYN)、酪氨酸羟化酶(TH)表达的影响。方法利用脑立体定位技术注射微量鱼藤酮,建立急性损伤帕金森病(PD)模型。采用动物行为轨迹分析软件计算各时间点30min内运动距离和平均运动速度。免疫组织化学检测黑质(SN)部位TH、磷酸化α-SYN的表达,并统计TH和磷酸化α-SYN阳性神经元数目。结果PD组动物各时间点30min内运动距离、平均运动速度低于对照组(P<0.05,0.01)。同对照组相比,损伤侧SN部位TH阳性神经元数目明显减少(P<0.01),磷酸化α-SYN阳性神经元数目明显增加(P<0.01)。结论PD大鼠中脑黑质磷酸化α-SYN表达增加及TH的表达明显下降,并出现运动障碍。

线粒体、α-突触核蛋白在帕金森病发病机制中的作用

目的:帕金森病是临床上最常见的神经退行性疾病之一,其确切的病因和发病机制目前尚不清楚。目前一般认为该病主要是由于环境和/或遗传所导致的线粒体功能受损及α-突触核蛋白异常聚集所致。线粒体功能受损尤其表现在complexⅠ功能下降,线粒体DNA的变化,氧应激和凋亡的发生,文章将重点阐述以上内容的研究新进展,以期寻找线粒体损伤和α-突触核蛋白在帕金森病中的确切作用。资料来源:应用计算机检索Medline数据库1980-01/2004-06期间的相关文章,检索词为“pakinson'sdisease和“α-synuclein,mitochondria,complexⅠ,oxidativestress,mtDNA,apoptosis,分别地组合进行检索,限定文章语言种类为英文。同时计算机检索中国期刊全文数据库1999-01/2004-06期间的相关文章,检索词“α-突触核蛋白,线粒体,复合酶Ⅰ,氧应激,线粒体DNA,凋亡,限定文章语言种类为中文。资料选择:对资料进行初审,从查到的资料中选取与α-突触核蛋白,线粒体在帕金森病发病机制中的作用有关的文章。资料提炼:共收集到62篇符合上述要求的文章,查找全文,有48篇文章找到了全文。将观点非常相似的文章进行对比,筛出阐述详尽,近期发表的文章共26篇,其余排除。资料综合:将所选文章按其所述机制与α-突触核蛋白,复合酶Ⅰ,氧应激,线粒体DNA,凋亡的?

AAV-GDNF/TH双基因载体的构建及表达

目的探讨构建于同一个重组腺相关病毒(rAAV)载体上的酪氨酸羟化酶(TH)基因和胶质细胞源性神经营养因子(GDNF)基因是否能够同时表达。方法应用反转录聚合酶链反应(RT-PCR)检测双基因在HEK293包装细胞中的转录;通过免疫细胞化学荧光染色和免疫组织化学染色技术分别检测双基因在体外培养大鼠骨髓基质细胞(BMSCs)和大鼠脑中的表达。结果在HEK293包装细胞和BMSCs中分别同时检测到了GDNF和TH基因RNA和蛋白的表达。对照LacZ在HEK293包装细胞和骨髓基质细胞中的表达率分别为50%和15%。大鼠脑组织切片中注射AAV-GDNF/TH病毒的部位与注射PBS的对侧相比无论是GDNF还是TH的表达均显著增加(P<0.01)。结论构建于同一个rAAV载体上的TH基因和GDNF基因体内体外都能够同时表达,此结果为PD的基因治疗提供了新的依据。

农药鱼藤酮对表达α-突触核蛋白细胞的作用

本研究利用农药鱼藤酮作用于神经细胞 ,观察鱼藤酮对神经细胞的损伤作用以及线粒体功能障碍与α synuclein积聚之间的关系。方法 :本实验选用人神经母细胞瘤细胞株SH SY5Y ,实验组为α synuclein GFP基因转染的细胞 ,鱼藤酮处理的转基因细胞和非转基因细胞 ,对照组为未处理的SH SY5Y细胞。通过RT PCR检测α synuclein基因转染细胞的基因表达情况。荧光显微镜观察细胞内α synuclein GFP表达产物绿色荧光蛋白。MTT法检测各组细胞活性。DCF检测细胞氧应激。HE染色、免疫组化检测α synuclein在细胞中的状态。电镜观察细胞超微结构的改变。结果 :RT PCR显示转基因细胞α synuclein基因的表达。荧光显微镜观察显示细胞浆内可见绿色荧光蛋白 ,绿色荧光分布不均匀 ,可见蛋白积聚。MTT检测结果显示 ,与对照组相比 ,鱼藤酮处理的细胞增殖速度明显减小 (P <0 0 1 )。鱼藤酮的浓度为 75nmol L、1 0 0nmol L时 ,未转基因与转基因的细胞活性相比较 ,前者的细胞活性低于后者 (P <0 0 5 )。HE染色 ,鱼藤酮处理的转基因细胞胞浆减少、转基因细胞胞浆内也可见自噬体。胞浆内有嗜酸性包涵体样结构。免疫组化可见鱼藤酮处理高表达α synuclein细胞明显变成梭形并有很长的突起。电镜显示鱼藤酮处理的细胞线粒体肿胀 。

星形胶质细胞通过谷胱甘肽保护MN9D细胞抵抗鱼藤酮所致氧化应激(英文)

星形胶质细胞维持神经元微环境,给予营养和代谢支持,并调节其对损伤的反应。鱼藤酮特异阻断线粒体复合物I,长期暴露于鱼藤酮可能增加患帕金森病的几率,并引起帕金森综合征。然而,星形胶质细胞在鱼藤酮所致多巴胺能神经元损伤过程中的作用尚无报道。本研究采用多巴胺能神经元细胞系MN9D 细胞模型,将经过或未经过星形胶质细胞条件培养基处理的MN9D 细胞暴露于不同浓度的鱼藤酮中,用计数法测生长曲线,MTT 法测细胞活性,DCFH 染色流式细胞仪测氧化应激水平,比色法测还原型谷胱甘肽含量。结果显示,MN9D 细胞在条件和普通培养基培养条件下生长曲线无明显差别;鱼藤酮浓度依赖性地降低细胞活性;不同浓度鱼藤酮作用24、48 h 后,经条件培养基处理的细胞其活性显著高于普通培养基培养的细胞;不同浓度的条件培养基都有保护作用,纯的条件培养基保护作用稍弱;预先24 h 条件培养基处理或同时给予鱼藤酮和条件培养基处理都有保护作用,鱼藤酮作用12 h 后再给予条件培养基则无保护作用;经条件培养基处理的细胞氧化应激水平降低;另外,条件培养基提高了细胞内还原型谷胱甘肽含量,缓解了鱼藤酮所致的谷胱甘肽耗竭。结果提示,星形胶质细胞可保护MN9D 细胞抵抗鱼藤酮所致的氧化应激,还原型谷胱甘肽可能参与了该保护过程。

大鼠创伤性脑损伤后认知行为的变化

目的建立直接手术损伤大鼠部分脑皮质及海马CA1区的创伤性脑损伤模型，并观察损伤后动物认知行为的改变情况。方法将大鼠进行脑损伤建模后，于术后11—15d和26—30d采用Morris水迷宫的方法评价动物的认知行为变化后，灌杀动物取脑切片，HE染色及尼氏染色观察损伤范围；胶质纤维酸性蛋白（GFAP）免疫组织化学染色观察星型胶质细胞（AST）的活化及胶质瘢痕形成情况；术后5d行Nestin及GFAP双重免疫荧光染色显示海马内干细胞的激活，并观察损伤边缘的干细胞迁移情况。结果直接手术损伤部分脑皮质及海马CA1区后，造成了动物认知功能障碍，并且1个月时有自发的认知功能恢复；5d时星型胶质细胞活化，1个月时胶质瘢痕的形成。结论本实验采用的模型可成功造成动物认知行为的改变，为组织工程材料的移植治疗脑损伤提供了比较适用的研究模型。

GAP-43高表达转基因小鼠的建立

目的构建GAP-43(growth associated protein-43)高表达转基因小鼠,为进一步研究GAP-43对神经发生及损伤修复的作用机制提供基础。方法构建pCEP4-PDGF-GAP-43转基因构件,通过原核显微注射方法将线性化、纯化后的外源质粒pCEP4-PDGF-GAP-43注射入C57小鼠受精卵中,胚胎移植至同期发情的假孕受体母鼠输卵管内,获得子代小鼠。用PCR方法检测子代鼠尾基因组DNA,通过Western blotting法检测GAP-43基因表达,并通过免疫荧光的方法对GAP-43表达位置进行定位。结果经PCR方法检测得到转基因阳性鼠,Western blotting结果显示GAP-43蛋白的表达量高于同胞对照组的小鼠且差异有统计学意义,免疫荧光染色结果显示GAP-43阳性反应物弥散分布于大脑皮质和海马中,且特异性存在于神经元中。结论外源基因GAP-43在小鼠基因组中得到整合并稳定遗传,为神经损伤修复及神经发育的相关研究提供了有价值的动物模型。

原子力显微镜检测过表达α-突触核蛋白引起的线粒体结构变化

目的:利用原子力显微镜等方法,明确α-突触核蛋白(α-synuclein,α-syn)过表达对线粒体的影响。方法:将腺相关病毒(AAV)载体介导表达的α-syn(AAV/α-syn)病毒包装颗粒,给大鼠脑内黑质区定位注射,建立α-syn过表达的大鼠模型,并以AAV介导表达的报告基因LacZ(AAV/LacZ)为动物对照组。提取大鼠黑质脑组织的线粒体,并通过JC-1染色检测线粒体膜电势(ΔΨ)变化和Western blot检测线粒体中α-syn蛋白量的变化;采用原子力显微镜观测线粒体表面结构的变化。结果:实验组大鼠黑质脑组织过表达α-syn基因,第16周时,Western blot显示线粒体中α-syn蛋白量增加约2倍;JC-1染色发现ΔΨ下降;原子力显微镜观测可见线粒体体积增大,线粒体膜表面出现较多孔道样改变。结论:大鼠黑质脑组织过表达α-syn基因,第16周时,可导致α-syn蛋白在线粒体积聚;并可引起线粒体增大、膜形成孔道样改变、ΔΨ下降。

Nrf3通路参与星形胶质细胞对抗鱼藤酮毒性的保护作用

目的:寻找星形胶质细胞在对抗由鱼藤酮导致的氧化应激中发挥保护作用的相关分子并探讨其作用机制。方法:小鼠多巴胺能MN9D细胞分别在星形胶质细胞条件培养液(ACM)与星形胶质细胞用新鲜培养基中培养24小时后加入鱼藤酮作用48小时。细胞计数,评价星形胶质细胞条件培养液对MN9D细胞的保护作用。利用基因芯片技术寻找MN9D细胞在ACM处理后发生表达上调或下调基因,并对这些基因进行分析,找出有意义基因。结果:在不同作用时间和鱼藤酮浓度梯度下,经过ACM处理的MN9D细胞活性显著高于在普通培养基中培养的细胞。初步得到104个差异表达基因,其中62个表达上调基因,42个表达下调基因。这些基因主要与凋亡、肿瘤、细胞周期、代谢、信号转导、转录调节、翻译调节和传递蛋白等相关。对其中的Atp5a1,Nrf3基因进行分析,发现Nrf3通路参与了ACM的保护作用。结论:ACM能保护MN9D细胞抵抗鱼藤酮所致的细胞毒性,Atp5a1,Nrf3,GCL,NQO1等基因经ACM处理后发生差异表达,可能是星形胶质细胞保护作用的部分下游信号通路。