PINK1与α-synuclein相互作用结构域鉴定

目的: 确定PINK1与α-synuclein相互作用的结构域。方法: 将PINK1不同结构域质粒(pcDNA3.1-3xFlag-hPINK1^WT, pcDNA3.1-3xFlag-hPINK1(G309D),pcDNA3.1-3xFlag-hPINK1(ΔN35),pcDNA3.1-3xFlag-hPINK1(ΔC145),pcDNA3.1-3xFlag-hPINK1(156~509), pcDNA3.1-3xFlag-hPINK1(Δ156~581), pcDNA3.1-3xFlag-vector)分别和pCMV-Myc-α-synuclein质粒共转染人胚肾HEK293T细胞,通过免疫共沉淀(Co-IP)技术验证PINK1与α-synuclein相互作用的结构域;同时进行免疫细胞化学染色,利用激光扫描共聚焦显微镜观察两种蛋白的共定位关系。结果: Co-IP实验结果表明PINK1与α-synuclein相互作用的结构域为PINK1的激酶结构域。免疫细胞化学实验也证实α-synuclein只与含激酶结构域的PINK1蛋白在细胞中存在共定位关系。结论: PINK1与α-synuclein相互作用的结构域位于其激酶结构域。     

AAV介导的α-synuclein基因过表达致多巴胺能神经元损伤-一种制作轻度帕金森病大鼠模型的新方法

目的：研究过表达α-synuclein基因是否导致大鼠黑质纹状体选择性损伤,为帕金森病（parkinson’s disease, PD）大鼠模型的制备提供一种新的方法。方法:用腺相关病毒(adeno-associated virus, AAV)做载体,将人野生型α突触核蛋白(α-synuclein, NACP)引入大鼠脑内,观察大鼠行为学的改变,通过免疫组织化学染色观察其对黑质多巴胺能神经元细胞的影响,高效液相色谱（HPLC）检测纹状体多巴胺（DA）的含量。结果:α-synuclein基因过表达后大鼠出现自发性活动减少、爬行活动减慢、暂时性躯干震颤、竖毛等类似PD初期的症状和体征;大鼠脑黑质TH阳性神经元细胞随时间的延长出现数目减少,并且纹状体DA含量也出现减少,并且出现α-synuclein的积聚。结论:上述结果表明α-synuclein基因的过表达引起黑质多巴胺能神经元细胞的死亡,对大鼠的运动行为有一定的影响,产生类似于PD早期的症状与体征,与化学毒素（如6-OHDA, MPTP）诱导的动物模型相比,此法制作的动物模型可模拟PD缓慢发展的进程,为研究PD的病程进展及发病机制提供一个理想的动物模型。     

过表达PINK1抵抗鱼藤酮引起多巴胺神经元损伤的研究

目的:明确在C57BL/6小鼠纹状体过表达野生型的人源帕金森相关蛋白PINK1能否减轻由侧脑室注射鱼藤酮引起多巴胺神经元损伤。方法:通过向C57BL/6小鼠(雄性,7周龄,18~20g)左侧纹状体中注射带有GFP人源野生型PINK1及突变体PINK1^G309D的慢病毒包装颗粒,两周后向小鼠左侧侧脑室中定位注射鱼藤酮,通过蛋白质印迹,免疫组化和行为学的方法检测PINK1对鱼藤酮引起多巴胺神经元损伤的影响。结果:蛋白质印迹和免疫组化的实验都证明了在C57BL/6小鼠纹状体过表达野生型的PINK1对于鱼藤酮引起多巴胺能神经元的减少有明显的抑制作用(P<0.01),但对鱼藤酮引起的行为学损伤没有明显的改善作用。     

骨髓基质细胞的分离、鉴定以及TH基因的转染与表达

目的是探索骨髓基质细胞的分离培养、鉴定及其接受并表达TH基因的能力。实验中通过密度梯度离心法成功地从成年SD大鼠骨髓中分离获得了骨髓基质干细胞 ,并用流式细胞仪对其进行鉴定 ,纯度可达 75 %。进一步采用复制缺陷型腺相关病毒载体介导的基因转染方法 ,将之改造成为携带lacZ与TH基因的工程细胞 ,经X gal染色和TH免疫组化检测 ,转染效率为 (74 .6± 19.4 ) %。实验结果表明骨髓基质细胞易于接受并表达外源基因 ,有望作为运载细胞应用于帕金森病的基因治疗。     

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。     

AKAP9及其与疾病关系的研究进展

A型激酶锚定蛋白9(A-kinase anchoring protein9,AKAP9)是A型激酶锚定蛋白家族(AKAPs)中的重要成员。A型激酶锚定蛋白(AKAPs)广泛存在于多种细胞,在底物附近募集不同的信号传导酶,从而将上游激活子和下游作用因子有效的组装在一个大分子信号传导复合物中,整合了共同调节细胞底物的磷酸化的各种信号分子,从而保证了信号传导的特异性和准确性。研究发现,AKAP9可通过和蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)直接相连,调控PKA对N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartic acid receptor,NMDA)受体的磷酸化,进而参与神经系统功能活动。在心血管系统,AKAP9还可通过与PKA,蛋白磷酸酶1(protein phosphatase 1,PP1)相互作用,调节钾通道的离子流,影响复极化进程,与长QT综合征密切相关。并且对不同病人的基因组大数据筛选发现,AKAP9基因突变存在于多种疾病中,说明AKAP9不仅在正常的生物体中发挥重要作用,而且其异常与多种疾病发生密切相关。因此,本文将着重从AKAP9生理功能及其与疾病之间关系这两方面作一综述。     

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JC1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;JC1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。     

多巴胺合成相关酶基因联合治疗帕金森病大鼠模型的研究

目的 利用骨髓间充质干细胞（MSCs）作为运载细胞,携带DA合成代谢过程中3个重要相关酶的基因：酪氨酸羟化酶（TH）、芳香族氨基酸脱羧酶(AADC) 和三磷酸鸟苷酸环化水解酶-I (GCH-I)基因,治疗帕金森病(PD) 模型大鼠。方法 首先用重组病毒AAV-TH、AAV-AADC 和AAV-GCH-I的上清液对MSCs进行体外感染;将携带有TH、AADC和GCH-I基因的MSCs移植到PD模型大鼠纹状体内,检测纹状体及黑质内多巴胺及其代谢产物的变化,并观察其行为学的变化,以评估上述基因对PD大鼠的治疗作用。结果 重组假病毒颗粒感染MSCs后植入PD模型大鼠损伤侧纹状体内。通过逆转录聚合酶链反应 (RT-PCR) 和原位杂交的方法在移植后12w仍能检测到上述三种基因的表达。免疫荧光检测发现移植后12w MSCs在脑内存活良好;移植后4w、8w、12w行为学观察发现阿扑吗啡(APO)诱导旋转行为较对照组LacZ基因移植组有明显改善（p<0.01）;移植后12w时三重基因移植组较双重基因移植组有明显改善（p<0.01）。移植后12w用高效液相色谱（HPLC）电化学法测定损伤侧纹状体和黑质内DA及其代谢产物3,4-二羟苯丙酸（DOPAC）的含量,三重基因移植组较hTH+hGCH-I基因移植组有明显增高（p<0.01）;三重基因移植组较hTH+hAADC基因移植组有所增高,但两组之间没有显著性差异。结论 基因工程改造的MSCs 在移植到PD模型大鼠脑内后可以很好地表达目的基因并在对动物行为学及生化方面改善的长期观察中发现三重基因联合脑内移植可能是比双重基因联合移植更佳的帕金森病基因治疗途径。     

α－synuclein对小剂量鱼藤酮导致的线粒体损伤的调控作用研究

建立稳定表达 -synuclein基因的人神经母细胞瘤细胞株SH-SY5Y细胞,,鱼藤酮作用1、2、4周后分别提取各组细胞线粒体,检测其complexⅠ功能、线粒体膜肿胀度和超氧阴离子的含量。结果显示在1、2周时过表达 -synuclein基因的细胞与对照组细胞相比,前者的complexⅠ的活性高,线粒体膜肿胀度轻,线粒体超氧阴离子的含量少。但4周后,前者的complexⅠ活性明显低于后者,且线粒体膜肿胀度及线粒体内超氧阴离子的含量均显示前者高于后者,也是前者多于后者。由此可见过表达 -synuclein基因的细胞在早期对鱼藤酮的损伤有一定的抵抗作用,但长期作用后可能有加重损伤的作用。提示PD患者多巴胺能神经元内 -synuclein的增高可能对小剂量鱼藤酮导致的线粒体损伤存在双重调节作用,初期可能由于 -synuclein上调引起的预适应改变起到一定的保护作用。而失代偿后,可能由于神经元内积累的 -synuclein聚变,对线粒体膜稳定性的损伤,导致神经元变性死亡。     

骨髓间充质干细胞在大鼠体内的迁移研究

目的:将体外预先标记的骨髓间充质干细胞(mesenchymalstemcells,MSCs)移植到大鼠脑内观察细胞的存活和转归,从在体(invivo)角度阐明MSCs在中枢神经系统疾病细胞治疗中的潜在应用前景。首先用DiI在体外标记MSCs。将标记后的MSCs分别移植到大鼠纹状体和侧脑室,在移植后2w和4w灌杀动物,进行脑组织及脊髓的冰冻切片,在荧光显微镜下观察细胞的存活与转归。结果:移植到纹状体的MSCs可沿针道向周围实质迁移,迁移的最远距离可达0.2mm。并且,在大脑皮层及其他脑实质的血管壁、血管中以及血管周围还可见到标记细胞;而移植到侧脑室的MSCs则主要沿脑室系统迁移,细胞主要分布在移植侧侧脑室,对侧脑室与第四脑室也有分布,也有少量细胞沿侧脑室向周围实质迁移,迁移的最远距离为0.23mm。还可见到沿胼胝体向对侧脑室迁移的细胞流,甚至有个别细胞迁移至脊髓腰段。所有动物在细胞移植后4周均未发现肿瘤形成。结论:MSCs脑内移植后可以在中枢神经系统内存活并迁移,无致瘤性。结果提示骨髓间充质细胞是很多疾病细胞与基因治疗的有力工具。