肉毒杆菌神经毒素作用机制的研究进展

肉毒杆菌神经毒素(BoNT)作用机制的研究近年取得的主要进展是：a.证明BoNT是通过降低神经递质释放系统对Ca²⁺的敏感性阻遏突触传递;直接将BoNT导入胞内不显示胆碱能专一性.b.BoNT与细胞表面的结合包括低亲和与高亲和相继两步,有不同的受体.c.BoNT的作用包括毒素与受体的结合,内吞和导入,变构、易位以及毒素作为酶在胞内酶裂与胞吐有关的蛋白质等过程.毒素重链的C端半段、N端半段及轻链分别是与上述过程有关的功能域.     

APPswe/PS1dE9转基因小鼠小脑内突触素及BDNF/Trk-B蛋白表达的变化

目的：观察APP/PS1转基因小鼠小脑突触素及BDNF/Trk-B蛋白表达变化。方法：选用9月龄APP/PS1雄鼠（n1）和同窝对照野生型WT雄鼠（n2）。采用Western blot （n1=6;n2=6）、免疫组化（n1=4;n2=4）两种方式定量、定位测定小脑组织功能活性依赖蛋白突触素、脑源性神经营养因子（BDNF）和其高亲和力受体（Trk-B）的蛋白表达。用透射电镜观察小脑皮质突触超微结构变化（n1=2;n2=2）。结果：与WT组相比,APP/PS1组小脑皮质内突触素、BDNF/Trk-B表达明显减少;突触间隙增宽,突触后致密区变薄,密度降低。结论：APP/PS1小鼠小脑皮质中突触素、BDNF/Trk-B蛋白含量均明显降低,突触超微结构也发生明显改变,提示AD小脑突触数量及形态变化可能与BDNF合成及释放减少有关。     

重组抗A型肉毒毒素人鼠嵌合单克隆抗体的瞬时表达及中和活性研究

为了制备重组抗A型肉毒毒素(botulinum neurotoxin A,BoNT/A)人鼠嵌合单克隆抗体并分析中和活性,以BoNT/A作为抗原筛选鼠源抗BoNT/A噬菌体单链抗体库,将筛选得到的鼠源抗BoNT/A特异性单链抗体的重链和轻链可变区分别克隆到pGP5KCγ和pGP5KCκ载体构建表达质粒。表达质粒共转染HEK-293EBNA1细胞,瞬时表达抗BoNT/A人鼠嵌合单克隆抗体(monoclonal antibody,mAb)。蛋白A亲和纯化mAb,分子排阻高效液相色谱(size exclusion high performance liquid chromatography,SEC-HPLC)分析mAb纯度,小鼠中和试验评价mAb中和活性。结果显示,经过筛选得到4个序列正确且各不相同的抗BoNT/A单链抗体。4个抗BoNT/A人鼠嵌合mAb表达质粒均构建成功并转染HEK-293EBNA1细胞,根据转染效率指示绿色荧光蛋白的表达推测,50%～62. 5%的细胞表达抗BoNT/A抗体。表达上清经过蛋白A亲和纯化,浓度均200μg/mL,单体纯度均90%。小鼠中和试验显示mA1、mA2、mA3和mA4单株抗体均不能完全中和4 LD_(50)的A型肉毒毒素,但从延迟小鼠生存时间可以得出4个抗体的中和活性为mA3mA2mA1mA4。mA1、mA2、mA4中任何一个抗体与mA3连用中和活性为80 LD_(50)/mg。本研究制备了4个具有不同程度中和活性的抗BoNT/A人鼠嵌合mAb,为A型肉毒神经毒素鸡尾酒疗法奠定了基础。     

槲皮素抑制中枢神经突触前兴奋性依赖的胞吞动力学（英文）

目的 槲皮素是一种广泛分布于药用植物中的黄酮类化合物，传统被认为具有神经保护作用。本研究利用位于大鼠脑干花萼状突触的突触前神经末梢进行膜片钳记录，研究槲皮素调控突触传递和可塑性的突触前机制。方法 利用全细胞膜片钳结合膜电容记录，在突触后记录微小兴奋性突触后电流（m EPSC），在突触前神经末梢记录钙內流和神经囊泡的释放、回收以及可立即释放库（RRP）的恢复动力学。并且利用纤维刺激在轴突给予5～200 Hz的刺激，诱发突触后EPSC，记录突触后短时程抑制（STD）。结果 100μmol/L槲皮素不影响突触后m EPSC的振幅、频率以及AMPA受体的动力学特征。在突触前神经末梢，槲皮素不改变钙内流或囊泡的释放，但显著抑制胞吐后网格蛋白依赖的慢速胞吞。抑制胞吞会导致突触前囊泡动员的减慢，降低RRP的补充速率，并且增强高频刺激下的短时程可塑性STD。结论 本研究为槲皮素调控中枢神经突触传递提供全新的突触前神经机制，槲皮素有助于抑制中枢神经过度兴奋，进而发挥神经保护作用。     

A型肉毒神经毒素(BoNT/A)基因序列分析及其B细胞表位预测

比较GenBank中4个不同毒株的A型肉毒神经毒素（BoNT／A）的基因组序列,发现其基因序列的一致性高迭92．2％-99．9％。基于保守性高的BoNT／A氨基酸序列,根据BioSun和LaserGene软件包中的表住分析相关参数,辅以对BoNT／A蛋白的二级结构的分析,综合预测BoNT／A的B细胞表位。结果表明,BoNT／A轻链的142-150、284-292区段,轻链的284-292,重链的440-450、465-480、538-549、699-710、751-760、1087-1095、1224-1231、1263-1270区段是B细胞表位优势区的可能性较大。多参数方案井结合不同软件综合预测BoNT／A蛋白的B细胞表位,为进一步实验鉴定BoNT／A的B细胞表位及其多表位疫苗设计和研究奠定了基础。     

神经肌接头乙酰胆碱受体簇集的分子机制

从运动神经元到肌细胞的信息传递主要通过神经肌接头来完成。神经肌接头重要的结构特征是高度特化的突触后膜。突触后膜异常簇集有大量的乙酰胆碱受体。乙酰胆碱受体簇集一３种分子密切相关,即集聚蛋白、肌特有受体酪氨酸激酶及突触后膜受体缔合蛋白;Ａｒｉｎ诱导ＡＣｈＲ在终板膜的簇集,ＭｕＳｋ为Ａｇｒｉｎ信号转导受体复合体的重要组合之一,Ｒａｐｓｙｎ则参与其效应机制。     

囊泡谷氨酸转运体在阿尔兹海默病发病机制中的作用

阿尔兹海默病（Alzheimer’s disease,AD）是一种多因素复杂性神经退行性疾病,β淀粉样蛋白（pamyloid,AB）级联假说和谷氨酸兴奋性毒性是其重要的发病机制。囊泡谷氨酸转运体（vesicularglutamate transporters,VGLUTs）可特异性地将神经元内的谷氨酸转移入突触囊泡,且一个独立功能单位的VGLUT对于完成一个囊泡的填充是必要和充分的,没有VGLUT的突触囊泡中就没有谷氨酸（glutamate,Glul,VGLUT在一定程度上决定了释放进突触间隙Glu的量,是谷氨酸能突触传递的关键因子。在AD中Aβ增多聚集,VGLUTs表达减低,且VGLUTs转运Glu和Glu的囊泡释放与淀粉样前体蛋白（amyloid precursor protein,APP）代谢和A13的释放在突触囊泡的循环中存在行为平行性和共定位。胞外AB的增加可增强囊泡的释放几率,而Glu引起的突触活性增加亦可增加胞外A[3的浓度。APP／Aβ与谷氨酸能系统之间相互影响导致AD的发生,VGLUTs可能在其中发挥重要作用,被认为是治疗AD的潜在的药物靶点和预警标志物。     

槲皮素通过抑制胞吞增强短时程抑制效应

目的 槲皮素是一种广泛分布于药用植物中的黄酮类化合物,传统被认为具有神经保护作用。在本研究中,我们利用位于大鼠脑干的花萼状突触的突触前神经末梢的进行膜片钳记录,研究槲皮素调控突触传递和可塑性的突触前机制。方法 利用全细胞膜片钳结合膜电容记录,在突触后记录微小兴奋性突触后电流（mEPSC）,在突触前神经末梢记录钙內流和神经囊泡的释放、回收以及可立即释放库（RRP）的恢复动力学。并且利用纤维刺激在轴突给予5~200 Hz的刺激,诱发突触后EPSC,记录突触后短时程抑制（STD）。结果 100 μmol/L槲皮素不影响突触后mEPSC的振幅、频率以及AMPA受体的动力学特征。在突触前神经末梢,槲皮素不改变钙内流或囊泡的释放,但显著抑制胞吐后的网格蛋白依赖的慢速胞吞。抑制胞吞会导致突触前囊泡动员的减慢,降低RRP的补充速率,并且增强高频刺激下的短时程可塑性STD。结论 本研究为槲皮素调控中枢神经突触传递提供全新的突触前神经机制,槲皮素有助于抑制中枢神经过度兴奋,进而发挥神经保护作用。     

Homer蛋白介导谷氨酸受体信号转导

Homer蛋白是一类联系突触内细胞骨架蛋白、信号蛋白的重要物质。Homer家族蛋白可和mGluRI、IP3R、Shank、RyR中富含脯氨酸的序列结合。Homer蛋白可以自我交联形成同聚或异聚体 ,此多聚体通过与多种蛋白、受体形成复合体并相互作用 ,在信号转导、突触形成、受体在细胞定位起重要作用。     

重组肉毒神经毒素A轻链(BoNT/A LC)突变体的构建、表达与活性分析

A型肉毒神经毒素的轻链(BoNT/A LC)是一种锌依赖性的金属内肽酶.通过X射线分析其结构并结合一些文献报道表明,轻链上的Arg362和Tyr365直接参与了酶的催化作用,而Glu350则处于其活性位点的中心位置.采用定点突变技术,对编码这3个关键性的氨基酸位点的碱基进行突变(Arg362Ala、Tyr365Phe、Glu350Ala),获得了BoNT/A LC突变体.突变体蛋白与BoNT/A的底物蛋白SNAP-25进行切割反应,结果表明,未经突变的BoNT/A轻链蛋白能够特异性地识别SNAP-25蛋白上的Q197-R198位点,而突变体蛋白则完全无法识别该位点,不具有金属内肽酶活性,成功地去除了肉毒神经毒素的毒力,为下一步的全长肉毒神经毒素重组疫苗的研究打下了基础.