羊瘙痒因子263K感染仓鼠终末期脑中胶质纤维酸性蛋白和神经元特异性烯醇化酶的表达和分布变化研究

为了探讨羊瘙痒因子263K感染仓鼠脑组织中星形胶质细胞和神经元的数量及功能改变,利用免疫印迹、免疫组化方法研究了胶质纤维酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)和神经元特异性烯醇化酶(neuron-specific enolase,NSE)在受染仓鼠各脑区中表达变化的特点,同时比较其与神经病理学改变及PrPSc沉积的关系.结果表明,感染终末期仓鼠的脑组织中GFAP表达量明显增高,与正常对照相比,大脑皮质、脑干和小脑区域GFAP着色细胞数量分别增高3.69、2.41和1.56倍.感染仓鼠脑组织NSE表达量低于正常对照,小脑、海马CA1区和大脑皮质NSE着色细胞数量分别仅为正常对照相应区域的22.5%、54.2%和53.9%.这些变化与PrPSc在脑组织中的沉积程度和空泡样变性程度相吻合.结果提示,GFAP和NSE的检测可分别很好地反映星形胶质细胞和神经元的数量及功能状态,成为在朊病毒病发病过程中重要的病理变化指标.     

微管相关蛋白tau与朊蛋白的相互作用

微管相关蛋白tau参与了许多神经退行性疾病的发生, 其中包括一些人类可传播性海绵状脑病. 为了探讨tau与朊蛋白(PrP)之间可能存在的关系, 首先通过GST pull-down和免疫共沉淀等技术发现重组tau蛋白可通过微管结合区与来源于正常叙利亚仓鼠脑组织中的正常细胞膜朊蛋白(PrP^C)和羊瘙痒因子263K感染仓鼠脑组织的异常朊蛋白(PrPSc)相结合. 利用免疫共沉淀实验发现在正常和羊瘙痒因子感染的仓鼠脑组织中存在tau蛋白与PrPC和PrPSc的相互作用, 并且利用激光共聚焦方法检测到PrP和tau蛋白在CHO细胞内具有共定位的关系. 为了确定PrP与tau蛋白相互作用的部位, 构建了不同区域的PrP片段, 从而证明PrP与tau蛋白相互作用的区域位于PrP的N端序列(23~91 aa). PrP与tau蛋白分子间相互作用的直接实验证据提示tau蛋白可能参与PrP的正常生理功能以及朊病毒病的病理过程.     

Prion疾病疫苗研究策略

朊病毒病是一类侵袭人类及多种动物中枢神经系统的致死性退行性脑病,目前缺乏有效的预防和治疗方法。朊病毒病的重组蛋白亚单位疫苗、DNA疫苗、合成肽疫苗、病毒样颗粒疫苗、树突状细胞疫苗、黏膜免疫疫苗等已取得一定进展,但现有的免疫策略仅能部分克服免疫耐受,诱导较低或中等滴度的抗体,对PrPSc感染动物模型只能提供部分保护,Prion疫苗研究任重而道远。     

线粒体靶向抗氧化剂Mitoquinone和积雪草酸对朊病毒感染的神经细胞的治疗作用研究

朊病毒病(Prion diseases)是一类具有致死性、传染性和进行性的神经退行性疾病。研究发现朊病毒感染的细胞和动物模型中均存在着线粒体功能异常和氧化应激,这很有可能在朊病毒病发生发展中起重要作用。为探究线粒体靶向抗氧化剂对朊病毒感染是否具有一定的治疗作用,我们选出两种线粒体靶向抗氧化剂,以一定浓度作用于朊病毒感染神经细胞系,并观察细胞活性和线粒体功能的变化情况。结果显示,Mitoquinone(MitoQ)和积雪草酸(Asiatic acid,AA)这两种药物能够显著提高朊病毒感染细胞的活性,降低其活性氧(Reactive oxygen species,ROS)水平,上调ATP5β的表达水平,提示这两种药物对朊病毒感染细胞有一定的治疗作用,本研究为朊病毒病发病机制以及治疗的研究提供了新的思路。     

羊瘙痒病263K毒株感染的仓鼠脑中PrP分子形式多样性的动态测定

正常细胞的朊蛋白(PrPC)代谢和构象的改变是引发动物和人类可传播性海绵状脑病(transmissiblespongiformencephalopathies,TSEs)的根本原因。将羊瘙痒病(scrapie)仓鼠适应株263K颅内接种仓鼠,在接种后的第20、40、50、60、70、80天,通过Westernblot动态检测仓鼠脑中PrP存在的形式。结果在接种后第40天,在感染动物脑组织中即检测到PrPSc分子,比临床症状出现的时间早(平均潜伏期为66 7±1 1天),且无糖基化形式的PrP分子所占百分比在接种后期增加明显。除了标准分子量大小(30kD～35kD)的PrP分子外,在感染动物脑中存在着高分子量和低分子量形式的PrP分子。定量分析显示,随着接种潜伏期的延长,不同形式PrP分子的含量也在增加,其中低分子量形式的PrP分子与临床症状的出现密切相关。蛋白去糖基化实验表明,在感染动物脑组织中,除了标准分子量大小的PrP蛋白外,还存在一条更小分子量的PrP条带,而正常动物脑组织仅存在标准大小的PrP分子。低分子量形式的PrP分子具有与全长PrP分子相类似的糖基化模式。结果提示,scrapie263K感染的仓鼠脑组织中存在不同分子形式的PrPSc,其PrP分子的代谢可能不同于正常动物。     

微小RNA在朊病毒病等神经退行性疾病中的研究进展

朊病毒病是一类具有传染性、不可逆且致命的神经退行性疾病,其致病机制为体内正常编码的细胞型朊蛋白(cellular prion protein,PrP~C)构象发生变化,形成了具有感染性的异常痒病型朊病毒(scrapie prion protein,PrP~(Sc)),但具体机制不清楚,目前为止尚无有效治疗方法。微小RNA(microRNA,miRNA)可在转录水平调控细胞蛋白表达,对神经系统发育及功能起重要作用。近年来,对一些特定miRNA在朊病毒病中相应调控机制、自发免疫、炎症信号转导及靶基因预测方面的研究可为治疗朊病毒病提供新的角度。本文就miRNA在朊病毒病发生中的相关研究进展进行综述,并详细探讨其中研究较为深入的miRNA。     

SMB-S15细胞中朊病毒PMCA方法的建立及对白藜芦醇抗朊病毒作用的评价

朊病毒是一类能引起人或动物神经退行性疾病的感染因子。蛋白质错误折叠循环扩增(Protein misfolding cy-clic amplification,PMCA)是一种常见的朊病毒体外扩增技术。白藜芦醇是一种具有较高研究价值的植物抗菌素。为了建立SMB-S15细胞中朊病毒的PMCA体系,并探索PMCA技术在评价白藜芦醇抗朊病毒作用的意义,本研究以朊病毒感染细胞系SMB-S15细胞匀浆为种子,健康小鼠脑组织匀浆为底物,建立PMCA技术平台。将不同浓度的白藜芦醇导入PMCA体系,通过Western Blot方法检测PMCA产物中异常朊蛋白(PrPSc)的生成和变化。结果显示:SMB-S15细胞中PrPSc可以在建立的PMCA体系有效地复制。新生成的PrPSc分子的糖基化特征与原始细胞中的PrPSc不同,其双糖基化分子比例明显增加。同时也有别于羊瘙痒因子139A和ME7感染小鼠脑组织中的PrPSc分子。加入白藜芦醇后,PrPSc在PMCA体系中的复制明显被抑制,呈现出剂量依赖效应,其EC50约为4.616μM。这些结果表明:SMB-S15细胞中的PrPSc可以通过PMCA大量扩增,建立的PMCA技术可有效地反映白藜芦醇对PrPSc在体外复制的抑制作用。     

朊病毒感染中钙调蛋白相关激酶含量异常变化的研究

朊病毒病是一类具有致死性、传染性和进行性的神经退行性疾病。目前研究发现许多因子都参与了疾病的发生发展过程,包括细胞因子、激酶和一些离子,其中钙离子及相关激酶在朊病毒病致病机制中的研究报道较少,为了探究朊病毒感染中钙调蛋白相关下游激酶的含量变化情况,本研究利用多种检测方法对朊病毒感染细胞系及小鼠脑组织进行了分析。结果显示朊病毒感染后,钙离子和钙调蛋白(CaM)的表达水平升高,下游Ca²⁺/CaM复合物依赖性激酶CaMKIα和CaMKIV表达水平下降,同时这些激酶的上游激酶CaMKKα含量降低,提示朊病毒感染后神经元中钙离子和相关激酶稳态失衡,这种异常变化很可能影响下游多种转录因子合成,这些结果为解释朊病毒感染后神经元大量丢失提供了科学依据。     

感染羊瘙痒因子263K株或139A株仓鼠脑组织中tau蛋白和磷酸化tau蛋白变化的研究

为探讨朊病毒病的神经病理特征,应用Western blot方法检测了感染羊瘙痒因子263K株或139A株的仓鼠脑组织中总tau蛋白和Ser396和Ser404位点发生磷酸化tau蛋白表达水平的变化;并应用Real Time PCR方法检测了tau mRNAs转录活性的改变。结果表明总tau蛋白含量升高而Ser396和Ser404位点发生磷酸化的tau蛋白含量降低,该现象与羊瘙痒因子毒株类型和临床潜伏期无关;感染羊瘙痒因子的仓鼠脑组织中Tau2和Tau4这两个异构体的转录水平升高。这些结果表明tau蛋白在Ser396和Ser404位点的去磷酸化可能与朊病毒病发病相关。     

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.     

朊蛋白PrP~C与神经元的凋亡和存活

朊病毒是不含核酸的一种蛋白质感染颗粒,感染宿主后可诱导细胞固有的同类朊蛋白(PrPC)构象改变、转化成具有蛋白酶抗性的致病性朊粒蛋白(PrPSc),导致可传播性海绵状脑病的发生.PrPC既作为朊病毒复制和疾病发生的分子基础,又是正常的细胞膜蛋白,作为细胞信号转导的参与者调控多条信号通路.因此,揭示PrPC在各条信号途径中发挥的作用将有助于深入了解PrPC的生理功能,进一步理解疾病发生发展过程,为今后的诊断治疗奠定基础.     

单克隆抗体有望用于治疗朊蛋白病

朊蛋白病是一组致命的神经系统变性疾病 ,其特征之一是正常的细胞朊蛋白 (PrPC)转变为有感染性的疾病相关蛋白PrPSc。目前朊蛋白病尚无有效的治疗方法。最近White等的研究表明 :抗朊蛋白单克隆抗体ICSM 18能抑制朊病毒复制 ,延缓朊蛋白病的发展。动物实验表明 ,持续进行这种被动免疫治疗的小鼠健康生长长达 5 0 0天以上 ,且未出现自身免疫反应的副作用 ;而对照组未接受单克隆抗体治疗小鼠的平均存活期仅为 197天左右。该研究表明 ,ICSM 18几乎不与PrPSc结合 ,而与PrPC 有高亲和力 ,其抑制作用呈剂量依赖性。它通过识别PrP的抗原决…     

抗牛PrP多肽单克隆抗体的制备及其在牛PrP 检测中的应用

为获得广谱抗哺乳类动物PrP单克隆抗体(monoclonal antibody, McAb), 用牛朊蛋白(prion protein, PrP)多肽(209~228 aa)与匙孔槭血蓝蛋白(keyhole limpet hemocyanin, KLH)偶联物免疫Balb/C小鼠. 经细胞融合和克隆后获得针对上述多肽的杂交瘤细胞株. 分别用Western blot和免疫组化(immunohistochemistry, IHC)的方法检测这些McAbs与重组人(human, Hu)、牛(bovine, Bo)、仓鼠(hamster, Ha)PrP蛋白、牛脑组织中的正常朊蛋白(cellular PrP, PrPc)和致病性朊蛋白(scrapie of prion, PrPSc)的反应性. 本文为制备高效价抗PrP McAb提供了一个简单、易行的方法. 制备的抗体可用于研究哺乳类PrP生物学特性, 检测可传播性海绵样脑病, 特别是对牛海绵样脑病的诊断具有重要意义.     

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。     

全长朊粒蛋白淀粉样纤维引发细胞毒性的机制研究

目的 朊病毒病(prion disease)是一类由朊粒蛋白(PrP)发生错误折叠、聚集形成致病性的PrP^Sc导致的具有高致死率的神经退行性疾病。本文在细胞和动物水平开展了PrP纤维诱导内源PrP聚集和毒性机制的研究。方法 通过超速离心结合蛋白质免疫印迹实验检测PrP聚集；通过氧化压力实验，使用Annexin V-FITC/PI双染检测细胞凋亡；运用细胞超薄切片技术检测细胞线粒体形态；在动物水平，分离新生小鼠的前额叶，进行横断切片培养，在脑片上接种PrP纤维。结果 PrP纤维种子可以诱导内源PrP聚集，PrP纤维可以诱导细胞内氧化压力升高和细胞凋亡，PrP纤维可以引起线粒体损伤，PrP纤维可以诱导小鼠前额叶内源PrP聚集。结论 本文在细胞和动物水平证实体外组装的PrP淀粉样纤维具有细胞毒性和潜在的感染性。     

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.     

密码子优化后的αB-晶状体蛋白基因毕赤酵母重组质粒的构建及表达的初步研究

αB-晶状体蛋白属于小热休克蛋白家族,具有分子伴侣活性。在阿尔茨海默病大脑中,星形胶质细胞表达的αB-晶状体蛋白明显上调,并且这些上调的αB-晶状体蛋白紧密地分布在β-淀粉样蛋白沉积周围。为了在分子水平上研究胞外αB-晶状体蛋白在阿尔茨海默病中的作用机制,需要获得大量具有生物学活性的αB-晶状体蛋白。根据毕赤酵母密码子偏好性对人αB-晶状体蛋白基因进行优化,并在目的基因3'端加上6个组氨酸标签,优化后的基因克隆到巴斯德毕赤酵母(Pichia pastoris)表达载体p PIC9K上;电转入毕赤酵母GS115中;优化确定最佳表达条件为:BMGY与BMMY的转接比为2∶1,表达时间为72h,甲醇补加终浓度为0.5%;经Western blotting鉴定,获得20kDa的目的蛋白,以及18.6kDa和13.1kDa两个蛋白质片段,重组目的蛋白出现了部分降解,纯化获得20kDa目的蛋白;利用胰岛素还原法测定该片段具有分子伴侣活性,为进一步研究外源αB-晶状体蛋白在阿尔茨海默病中对星形胶质细胞的保护机制奠定基础。     

禽传染性支气管炎病毒Nsp2蛋白与宿主蛋白eIF2α的互作鉴定

Nsp2蛋白是冠状病毒的非结构蛋白,在病毒早期感染中具有重要作用。【目的】为初步筛选可能与禽传染性支气管炎病毒(avian infectious bronchitis virus,IBV) Nsp2蛋白互作的宿主蛋白,鉴定Nsp2蛋白与真核翻译起始因子2α亚基(eIF2α)的相互作用。【方法】以pCAGGs-Flag-Nsp2和pCAGGs-Flag载体转染后的鸡胚肾(CEK)细胞为研究对象,利用免疫共沉淀(Co-IP)和液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术筛选出可能与IBVNsp2蛋白发生互作的宿主蛋白eIF2α,通过免疫共沉淀和间接免疫荧光试验进一步验证二者相互作用。【结果】经免疫共沉淀与质谱分析后筛选到97个可能与Nsp2蛋白互作的宿主蛋白,其中宿主抗病毒反应的关键蛋白eIF2α与Nsp2蛋白的相互作用通过免疫共沉淀和间接免疫荧光试验,表明二者存在直接互作关系,并共定位于细胞质中;此外,Nsp2蛋白表达和IBV感染都能显著提高宿主内源性eIF2α的转录水平。【结论】利用免疫共沉淀联合质谱技术筛选到CEK细胞中存在的97种可能与IBV Nsp2互作的候选蛋白,利用免疫共沉淀与...     

唐氏综合症患者脑组织中αB-晶状蛋白磷酸化的检测及意义

目的:检测唐氏综合症(DS)患者脑组织中αB-晶状蛋白及其Ser59和Ser45磷酸化形式的表达及分布,探讨αB-晶状蛋白发生磷酸化的程度对唐氏综合症患者脑损伤的意义。方法:收集11例4个月~17岁大的DS患者和5例5个月~23岁大的正常对照者脑组织石蜡标本,以及12例9个月~23岁大的正常对照者冰冻脑组织及12例6个月~23岁DS患者冰冻脑组织,通过Western blot技术检测αB-晶状蛋白及其Ser59和Ser45磷酸化形式在脑前额皮层及白质中的表达。采用免疫荧光共聚焦双染及三染技术检测αB-晶状蛋白在脑组织中的定位。结果:αB-晶状蛋白及其Ser59磷酸化形式在DS患者婴幼儿期即可被检测到,但其Ser45磷酸化形式仅能在青少年期被检测到,且表达量较低。αB-晶状蛋白及其两种磷酸化形式在DS患者中的表达量均高于其同龄的正常对照者。免疫荧光共聚焦结果显示,在室管膜损伤区蓄积的GFAP阳性星形细胞同时表达αB-晶状蛋白;而且在正常人和DS患者脑组织中,GFAP/PDGFRα双阳性的细胞也能表达αB-晶状蛋白。结论:由于αB-晶状蛋白的分子伴侣活性和抗凋亡活性是磷酸化依赖的,所以DS患者脑组织中αB-晶状蛋白水平的升高可能反映了DS患者脑组织中的一种细胞保护机制发生了改变,这可能是由21三体编码基因诱导或增强的应激条件造成的。     

与朊毒体相关的鱼类朊蛋白研究概况

疯牛病(mad cow disease),即牛传染性海绵状脑病(bovine transmissible spongiform encephalopathy,BSE)的俗称,是一种慢性消耗性、致死性、中枢神经系统退行性疾病。疯牛病被认为与朊毒体(Prion)有关,朊毒体是由正常朊蛋白(Prion protein,或者PrPC)发生构象改变后形成的异常蛋白(PrPSc)。疯牛病的发生引起了世界各国政府和科学界的高度重视,PrP的起源及其功能研究已成为研究热点。鱼类PrP相关蛋白的研究正在展开中,由于鱼类PrP相关蛋白与朊蛋白的结构相似,鱼类感染TSE类似病存在理论上的风险。本文全面地综述了疯牛病的概况、朊毒体的特性、朊毒体与哺乳动物朊蛋白、鱼类PrP相关蛋白(PrP1、PrP2和PrP3)及鱼类其他PrP相关蛋白的研究情况,为国内水生动物PrP相关蛋白研究提供参考。