梓醇对Aβ损伤SH-SY5Y细胞BDNF表达的影响及机制研究

摘要 目的：探讨梓醇对β-淀粉样肽（β-amyloid, Aβ）损伤SH-SY5Y细胞脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor, BDNF）表达的影响及调节BDNF表达的机制。方法：以全反式维甲酸诱导分化的神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y为研究对象,研究梓醇对Aβ 损伤细胞的作用。采用MTT实验测定细胞存活率,ELISA测定BDNF的含量,Western blot检测转录因子cAMP反应元件结合蛋白（cAMP response element binding protein, CREB）及其活化形式磷酸化CREB（pCREB）表达量,RT-PCR测定BDNF mRNA及转录子的表达水平;用RNA干扰的方法阻断CREB表达后,用RT-PCR测定BDNF mRNA表达量的变化。结果：梓醇预保护提高Aβ损伤SH-SY5Y细胞的存活率,显著增加细胞培养上清中BDNF含量和胞内BDNF mRNA水平,促进BDNF转录子IV及其关键调节转录因子pCREB的表达,干扰CREB表达后,梓醇上调BDNF mRNA表达的作用部分消失。结论：梓醇可能通过上调CREB磷酸化促进BDNF的表达,从而发挥神经保护作用。     

CREB研究进展

CREB是cAMP应答元件结合蛋白(cAMPresponseelementbindingprotein)的简称,它于80年代后期被发现。CREB由341个氨基酸残基组成,分子量43000。分子结构分两个区域,N端区域与调节转录的功能有关,C端区域是与启动子结合的部位。CREB是CREBATF家族中的一个成员,它包括8种分子亚型,其中CREBα和CREBΔα最为重要。CREB是一种细胞核内调控因子,它通过自身磷酸化实现调节转录的功能。CREB与学习记忆分子神经机制的关系特别受到注意。CREB能促进果蝇和小鼠等动物长时程记忆的形成。开展对CREB在人类大脑记忆活动中功能的研究,是分子神经生物学家感兴趣的课题。     

急、慢性乙醇处理后大鼠伏核内cAMP反应元件结合蛋白磷酸化的变化

采用免疫组织化学的方法,检测急性、慢性乙醇作用及戒断后大鼠伏核内cAMP反应元件结合蛋白(cAMP response element binding protein,CREB)磷酸化的变化。结果显示,急性腹腔注射乙醇后15min,伏核内磷酸化CREB(Phospho-CREB,p-CREB)蛋白明显增加,30min后达高峰,至1和6h后仍明显高于对照组。而慢性饮乙醇溶液显著降低大鼠伏核内P—CREB蛋白含量,在撤除乙醇后24、72h时,伏核内p—CREB蛋白含量仍明显较低,戒断后7d,恢复到正常水平。结果表明,急性乙醇处理增加伏核内CREB磷酸化作用,而慢性乙醇作用则降低伏核内CREB磷酸化作用,这可能是乙醇依赖的分子机制之一。     

CREB信号通路在神经系统中的调控及功能

cAMP应答元件结合蛋白（cAMP response element binding protein,CREB)在神经元生成、突触可塑性及学习记忆等方面都具有重要的调节作用,这使得与CREB信号通路相关的分子成为较受关注的神经系统疾病干预的药物靶点.本文概述了CREB的基本构成、相关信号通路、其目的基因表达调控及其在阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD）中的作用.     

B型酪氨酸激酶受体的轴浆转运

脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)在发育及成熟的中枢神经系统(central nervoussystem,CNS)中起到举足轻重的调节作用,而其中绝大部分作用由其B型酪氨酸激酶受体(tyrosine kinase receptortype B,TrkB)介导,因此TrkB在神经元中的轴浆转运过程显得尤为重要。本文从动力蛋白、潜在调节分子、细胞骨架蛋白等方面对TrkB轴浆转运分子机制的研究进展进行综述,并就其进一步研究提出一系列的问题与展望。     

创伤性脑损伤对大鼠海马骨架蛋白及学习记忆功能影响

创伤性脑损伤（traumatic brain injury,TBI）是极为常见的外伤性疾病,致死率和致残率很高。存活者伴随的空间认知功能障碍,给患者家庭和社会造成了极大的负担。目前,对TBI造成的空间记忆障碍缺乏系统研究。脑损伤后海马组织与记忆有关的分子以及组成神经元骨架的分子如何变化研究甚少。本研究采用Wistar大鼠为研究对象,并随机将其分为假手术（sham）组和创伤性脑损伤（TBI）组。TBI组再按致伤后时间长短分为6 h、12 h、24 h、72 h、15 d五个亚组。TBI组应用PinPointTM颅脑撞击器撞击而致伤,sham组不撞击。采用Morris水迷宫评价实验动物空间记忆能力;干湿重法测定脑含水量,评估脑水肿与海马水通道蛋白4（aquaporin-4,AQP-4）的相关性;海马神经元特异性核蛋白（neuron specific nuclear protein,NeuN）标记和免疫荧光检测评估TBI致大鼠神经元丢失情况;通过Western印迹检测TBI致海马骨架相关蛋白质和记忆相关蛋白质含量变化。本研究证实,与sham组相比,TBI组大鼠潜伏期明显增加［（61.98±12.82) s vs.(28.32±8.52) s,n=5,P<0.01,day 15］,探索时间明显缩短［（36.98±0.37) s vs. (73.68±5.09) s,n=5,P<0.01,day15］,表明脑创伤损害了动物的空间参考记忆能力和空间工作记忆能力。与sham组相比,TBI组大鼠海马AQP-4在蛋白质水平上的表达和脑含水量持续升高,15 d恢复正常;在12 h［（3.78±0.74),(83.78±0.35)%］和72 h［（3.49±0.85),(82.28±0.63)%］均形成两个波峰,n=5,P均<0.01,表明继发性脑损伤与持续脑水肿和海马AQP-4在蛋白质上的高表达有关。与sham组相比,NeuN标记和免疫荧光检测发现,TBI后24 h 致大鼠海马神经元丢失严重［（198.2±8.002) vs.(297.2±6.866) cells/mm2, n=5,P<0.01］,表明TBI动物的海马功能受损。与sham相比,TBI组海马神经元树突标志物微管结合蛋白2（microtubule associated proein 2,MAP2）和突触前终末特异性标记物突触素（synaptophysin,SYN）在蛋白质水平均伤后逐步降低（n=5,P均<0.01）,72 h［（0.55±0.05) vs.(1.27±0.08), (0.52±0.14) vs.(1.06±0.16), n=5,P均<0.01］降低最明显;TBI组形成神经元纤维缠结主要成分的过度磷酸化tau（ser404）,伤后逐步升高,72 h［（1.25±0.11)vs. (0.33±0.07), n=5,P<0.01］升高最明显。 MAP2、SYN和过度磷酸化的tau（ser404）检测指标的改变,表明脑损伤致神经元受损,神经元生长和损伤修复能力减弱,最终导致神经元骨架破环,TBI损害了动物的海马空间记忆能力。与sham组相比,TBI组大鼠海马环磷酸腺苷反应元件结合蛋白（cAMP response element binding protein,CREB）和磷酸化CREB ser133(phosphorylated CREB Ser133, pCREB Ser133)含量降低明显（n=5,P均<0.05）,表明脑损伤动物海马的存储记忆能力减弱;TBI组大鼠海马一般调控阻遏蛋白激酶2(general control nonderepressible 2 kinase,GCN2)蛋白质升高明显（n=5,P均<0.05）,表明脑损伤动物海马将新信息转化成长期记忆能力下降。本研究提示,创伤性脑损伤可使大鼠海马神经元骨架破坏,进而导致在学习记忆过程中起重要作用的分子蛋白质下调,抑制记忆储存的蛋白质（GCN2）上调,促使学习记忆功能障碍。     

创伤性脑损伤对大鼠海马骨架蛋白及学习记忆功能影响

创伤性脑损伤（traumatic brain injury,TBI）是极为常见的外伤性疾病,致死率和致残率很高。存活者伴随的空间认知功能障碍,给患者家庭和社会造成了极大的负担。目前,对TBI造成的空间记忆障碍缺乏系统研究。脑损伤后海马组织与记忆有关的分子以及组成神经元骨架的分子如何变化研究甚少。本研究采用Wistar大鼠为研究对象,并随机将其分为假手术（sham）组和创伤性脑损伤（TBI）组。TBI组再按致伤后时间长短分为6 h、12 h、24 h、72 h、15 d五个亚组。TBI组应用PinPointTM颅脑撞击器撞击而致伤,sham组不撞击。采用Morris水迷宫评价实验动物空间记忆能力;干湿重法测定脑含水量,评估脑水肿与海马水通道蛋白4（aquaporin-4,AQP-4）的相关性;海马神经元特异性核蛋白（neuron specific nuclear protein,NeuN）标记和免疫荧光检测评估TBI致大鼠神经元丢失情况;通过Western印迹检测TBI致海马骨架相关蛋白质和记忆相关蛋白质含量变化。本研究证实,与sham组相比,TBI组大鼠潜伏期明显增加［（61.98±12.82) s vs.(28.32±8.52) s,n=5,P<0.01,day 15］,探索时间明显缩短［（36.98±0.37) s vs. (73.68±5.09) s,n=5,P<0.01,day15］,表明脑创伤损害了动物的空间参考记忆能力和空间工作记忆能力。与sham组相比,TBI组大鼠海马AQP-4在蛋白质水平上的表达和脑含水量持续升高,15 d恢复正常;在12 h［（3.78±0.74),(83.78±0.35)%］和72 h［（3.49±0.85),(82.28±0.63)%］均形成两个波峰,n=5,P均<0.01,表明继发性脑损伤与持续脑水肿和海马AQP-4在蛋白质上的高表达有关。与sham组相比,NeuN标记和免疫荧光检测发现,TBI后24 h 致大鼠海马神经元丢失严重［（198.2±8.002) vs.(297.2±6.866) cells/mm2, n=5,P<0.01］,表明TBI动物的海马功能受损。与sham相比,TBI组海马神经元树突标志物微管结合蛋白2（microtubule associated proein 2,MAP2）和突触前终末特异性标记物突触素（synaptophysin,SYN）在蛋白质水平均伤后逐步降低（n=5,P均<0.01）,72 h［（0.55±0.05) vs.(1.27±0.08), (0.52±0.14) vs.(1.06±0.16), n=5,P均<0.01］降低最明显;TBI组形成神经元纤维缠结主要成分的过度磷酸化tau（ser404）,伤后逐步升高,72 h［（1.25±0.11)vs. (0.33±0.07), n=5,P<0.01］升高最明显。 MAP2、SYN和过度磷酸化的tau（ser404）检测指标的改变,表明脑损伤致神经元受损,神经元生长和损伤修复能力减弱,最终导致神经元骨架破环,TBI损害了动物的海马空间记忆能力。与sham组相比,TBI组大鼠海马环磷酸腺苷反应元件结合蛋白（cAMP response element binding protein,CREB）和磷酸化CREB ser133(phosphorylated CREB Ser133, pCREB Ser133)含量降低明显（n=5,P均<0.05）,表明脑损伤动物海马的存储记忆能力减弱;TBI组大鼠海马一般调控阻遏蛋白激酶2(general control nonderepressible 2 kinase,GCN2)蛋白质升高明显（n=5,P均<0.05）,表明脑损伤动物海马将新信息转化成长期记忆能力下降。本研究提示,创伤性脑损伤可使大鼠海马神经元骨架破坏,进而导致在学习记忆过程中起重要作用的分子蛋白质下调,抑制记忆储存的蛋白质（GCN2）上调,促使学习记忆功能障碍。     

CREB与其相关的非编码RNA在肿瘤发生发展中的作用

cAMP反应元件结合蛋白（cAMP responsive element binding protein, CREB）是亮氨酸拉链家族转录因子。新近研究发现,其在肿瘤组织中的表达显著高于癌旁,被认为是体内的原癌基因之一。非编码RNA（non-coding RNA, ncRNA）是生物体内不能翻译成蛋白质的RNA,主要包括微小RNA（microRNA, miRNA）和长链非编码RNA（long non-coding RNA, lncRNA）等,其异常表达与肿瘤的发生发展密切相关,是目前肿瘤研究的热点。研究表明,CREB与ncRNA之间存在互动效应,并且二者之间的相互作用影响肿瘤的发生发展,然而miRNA和lncRNA的作用机制却不相同。肿瘤细胞内高表达的CREB在影响下游靶基因表达时能够正调控miRNA,而对lncRNA则有促进和抑制两方面的作用。反之,肿瘤细胞中一些低表达的miRNA能促进CREB的表达;有趣的是,高表达的lncRNA能够促进CREB的表达和诱导其活性增强。在影响下游靶基因表达时miRNA仅仅发挥抑制作用,而lncRNA则分别具有促进和抑制作用。本文结合我们的系列报道和最新的研究结果,对ncRNA与CREB的互动效应及其与肿瘤的发生发展之间的关系作一综述。     

腺病毒介导BDNF基因对无血清培养SH-SY5Y细胞的生物学作用研究

目的 :为了有效的将腺病毒介导的脑源性神经营养因子 (BDNF)用于神经损伤的保护治疗。方法 :在体外用BDNF重组腺病毒 (Ad BDNF)对SH SY5Y细胞进行感染 ,在无血清培养条件下对细胞的生长分化进行了形态学的观察 ,利用MTT法检测不同浓度的Ad BDNF对SH SY5Y细胞的促存活作用 ,并对细胞凋亡作用进行了检测。结果和结论 :腺病毒介导的BDNF可有效的促进感染后的SH SY5Y细胞的存活 ,生长和分化 ,并可有效的抑制无血清状态下细胞凋亡的发生