多肽PrP106—126对培养神经细胞朊蛋白基因表达的影响

神经细胞是传染性海绵状脑病（transmissible spongiform encephalopathies,TSEs）的重要靶细胞,PrP106-126是研究TSEs致病机理的理想工具,对PrP106-126作用的培养神经细胞模型进行研究,有利于了解朊蛋白的功能和探讨TSEs的分子致病机制。本研究利用PrP106-126构建了大脑皮质和小脑颗粒神经元作用模型,对神经细胞的存活和朊蛋白基因的表达进行了研究。结果表明：PrP106-126作用于培养神经细胞导致其存活率的显著下降;大脑皮质神经元经PrP106-126处理后,与SCR处理组和对照组相比,基因表达的量明显下降,处理后的小脑颗粒神经元也有类似的情况出现,两者之间下降的幅度和时间不同。我们的研究结果为研究朊蛋白在TSEs发生中的作用和深入了解TSE的分子致病机制提供了基础数据。     

朊蛋白相关蛋白Shadoo与朊病毒病

朊病毒病,即传染性海绵状脑病（transmissible spongiform encephalopathies, TSEs）,是一类传染性、致死性神经退行性疾病。在朊病毒病的病理过程中,细胞正常朊蛋白PrP。转化为异常构象的PrP是至关重要的,但是PrP‘的正常生理功能仍不清楚。国外学者利用比较基因组学发现了-个新的朊蛋白相关蛋白-shadoo（Sho）。Sho与PrP。在氨基酸序列和细胞定位的相似性及主要在脑组织表达,使它成为-个非常值得研究的PrP相关蛋白。对Sho可能存在的与PrP。重叠的功能甚至直接相互作用的研究工作,将对今后揭示PrPc正常生理功能以及揭示Pfion病发病机制具有重要现实意义。     

PrP的胞内运输与朊病毒病

朊病毒病,即传染性海绵状脑病（transmissible spongiform encephalopathies,TSEs）,是一类致死性的神经退行性疾病,存在散发性、感染性和遗传性3种形式。在朊病毒病的病理过程中,细胞正常朊蛋白PrPc（cellular PrP）转化为异常构象的PrP^Sc（scrapie PrP）是至关重要的,但是朊病毒的增殖如何导致神经元凋亡仍不清楚。PrPc的胞内运输在朊病毒病中发挥重要作用,朊病毒感染后PrP^C转化为PrP^Sc,及遗传性朊病毒病中PrP突变可能影响PrP的生物合成、亚细胞定位及转运过程,通过干扰PrP^C的正常功能或产生毒性中间体而导致神经系统病变。现对近年来关于PrP胞内运输在朊病毒病中的作用进行综述。     

朊蛋白与信号蛋白14-3-3β的相互作用研究

为进一步确定PrP蛋白与14-3-3蛋白是否发生分子间的相互作用并确定PrP蛋白与14-3-3蛋白相互作用的区域,利用免疫共沉淀、pull down和能量共振转移(FRET)实验检测PrP蛋白与人14-3-3蛋白是否发生分子间的相互作用及相互作用的部位。结果证明,PrP蛋白与人14-3-3蛋白在体外、组织水平及细胞水平均可以发生相互作用,且证实作用的部位在PrP蛋白的106-126位氨基酸。该结果为进一步研究14-3-3蛋白在Prion疾病中的影响及Prion疾病的发病机制奠定了一定基础。     

朊粒蛋白PrP~(Sc)寡聚体的形成与跨膜毒性

朊粒蛋白(prionprotein,PrP)传染致病机制一直是朊粒(prion)研究领域的焦点.由正常型朊粒蛋白(PrPC)向致病型朊粒蛋白(PrPSc)的转变是致病的关键步骤.本文综述了近年来PrPC向PrPSc转变的结构变化特征、PrPSc由单体形成寡聚体的组装机制、以及PrPSc寡聚体的跨膜机制与细胞毒性间的关系等方面的研究进展.     

PrP106-126多肽诱导凋亡细胞中14-3-3β的降解

本研究将PrP106-126多肽和HeLa细胞共孵育4h和8h,采用Hoechst染色分析发现PrP106-126诱导凋亡细胞细胞核出现不同程度的染色质浓集,固缩及碎裂的细胞凋亡征象。Western blotting检测发现PrP106-126诱导细胞中的多聚ADP核糖聚合酶(poly ADP-ribose polymerase,PARP)降解,提示PrP106-126通过caspase3途径引起细胞凋亡现象。PrP106-126诱导的细胞中14-3-3β在不同孵育时间也出现降解,而Real-time PCR检测14-3-3β mRNA未发生变化。本研究证明PrP106-126通过caspase3诱导HeLa细胞凋亡,并可导致抗凋亡蛋白14-3-3β的降解而加速凋亡的形成。     

Tau融合蛋白及其缺失突变体与朊蛋白的体外作用分析

在部分朊病毒病（prion diseases）中,高度磷酸化的微管相关蛋白tau与朊蛋白(prion protein,PrP)发生共定位,tau蛋白可能在朊病毒病的病理机制中有重要作用. 本室已经证明二者可以发生分子间相互作用,本文进一步分析了tau蛋白与prion的体外相互作用及作用位点. 利用RT-PCR方法从人源细胞系SHSY5Y cDNA中扩增出微管相关蛋白tau全长cDNA序列,克隆至质粒pGEX-2T载体,在大肠杆菌中诱导表达融合蛋白GST-tau. 利用GST pull-down及免疫共沉淀方法检测全长tau蛋白与PrP23-231的分子间相互作用. 进一步表达tau 蛋白的各种缺失突变体,确定tau蛋白与PrP蛋白的相互作用位点. 结果表明,所表达的全长tau蛋白及各种缺失突变体均为可溶性蛋白,Western印迹结果显示,各种蛋白均能很好的被tau蛋白单抗识别. GST pull-down和免疫共沉淀实验均显示,原核表达的全长tau蛋白可与全长的PrP蛋白在体外发生相互作用,并确定相互作用位点位于tau蛋白的N端序列及中段的重复区. 上述结果为研究tau蛋白与PrP的相互作用在朊病毒病的发病机制中的意义提供了一定的理论基础.     

PrP及其缺失突变体与微管蛋白的体外相互作用的初步研究

为了进一步确定PrP蛋白与微管蛋白是否发生分子间相互作用以及PrP蛋白多肽链中与微管蛋白相互作用的区域,我们表达纯化了全长的PrP以及PrP蛋白缺失突变体,提取了兔脑组织中天然微管蛋白。利用pull-down及免疫共沉淀方法检测全长PrP及PrP蛋白缺失突变体与微管蛋白是否发生分子间相互作用。结果显示,全长His-PrP23-231能与微管蛋白发生体外相互作用,并首次证实了PrP与微管蛋白相互作用的区域位于PrP N端第23位至91位氨基酸。此研究为进一步研究PrP在神经细胞的主动转运机制以及Prion疾病的发病机制提供了一定的理论基础。     

蛋白激酶CK2与PrP蛋白的体外相互作用研究

为了探讨蛋白激酶CK2与PrP是否存在分子间相互作用,利用RT-PCR方法从人源细胞系SH-SY5Y cDNA中分别扩增出蛋白激酶CK2a和CK2β基因,并在E coli中表达了融合蛋白HIS-CK2α和GST-HISCK2β.利用pU-doWn及免疫共沉淀实验检测PrP与CK2的分子间相互作用.结果显示,重组PrP可与CK2α出现特异性结合,但不与CK2β发生反应.天然状态下脑组织中的CK2与PrPc也发生相互作用.PrP与CK2α亚基相互作用的区域位于PrP的C-端90～231位氨基酸.本研究从分子水平上提供了人重组和天然CK2和PrP蛋白相互作用的实验依据,为深入探讨CK2与朊蛋白作用的生物学意义和在朊病毒病发病过程中的作用提供了科学线索.     

两种PrP截短型多肽的神经毒性

PrP^106-126和PrP^118-135分别对应于人PrP^c序列中106～126残基和118～135残基,两个肽段在试验中具备prpsc的部分病理特症,因此PrP^106-126和PrP^118-135就成为了研究PrP^Sc神经细胞毒性致病机制的合适的模型。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.