过表达人tau蛋白对胶质细胞和神经元的影响

发布时间：2017-08-13 15:31

  本文关键词：过表达人tau蛋白对胶质细胞和神经元的影响

  更多相关文章： 阿尔茨海默症 人tau40 神经炎症 胶质细胞 PTPA 凋亡 阿尔茨海默症 细胞色素C

【摘要】：背景：神经炎症在阿尔茨海默症(Alzheimer's Disease, AD)及其他tau蛋白病的病理进程中发挥着基础性的作用。在AD脑的病理易损区域明显存在着炎症反应,这种炎症过程是由小胶质细胞所介导的,小胶质细胞是脑内的免疫效应细胞,它是大脑固有免疫系统的组成部分。tau蛋白异常可以引起神经退行性疾病,在转人突变型tau蛋白的转基因小鼠中发现小胶质细胞的激活与tau蛋白的沉积是相关联的,在转人错误折叠的截短tau蛋白的转基因鼠中也发现小胶质细胞被激活。尽管现在已经有人tau蛋白模式转基因鼠,但tau蛋白的细胞毒性作用及其机制却不清楚。在本实验中,我们研究了人tau蛋白的一种亚型,人最长tau亚型tau40(human tau40, htau40)的局部表达是否能诱导发生神经炎症反应以及这种炎症反应的机制,我们利用表达人tau40蛋白的腺相关病毒为载体,使小鼠脑内局部区域感染人tau40病毒,从而观察人tau40蛋白对神经元的毒性作用,并探讨了这种毒性作用与神经炎症之间的关系。 目的：研究htau40的毒性作用与神经炎症之间的关系。 方法：采用脑立体定位注射技术使小鼠海马齿状回区(dentate gyrus, DG),纹状体(striatum)和内嗅皮层(entorhinal cortex, EC)感染AAV-ctrl或AAV-htau40病毒；用激光共聚焦显微镜观察AAV-htau40对神经突(neurite)的损伤；采用taul与微管相关蛋白2(microtubule associated protein2, MAP2)抗体确定神经突的损伤存在于树突还是轴突;采用CD68(cluster of differentiation68)抗体与胶质原纤维酸性蛋白(glial fibrillaryacidic protein, GFAP)抗体检测小胶质细胞和星形胶质细胞的激活情况；采用taul及pS396抗体检测htau40感染区域tau蛋白的磷酸化情况；采用高尔基染色检测树突棘的形态数量的改变；采用离体脑片电生理技术检测长时程增强(long-term potentiation, LTP)的改变；采用水迷宫以及条件恐惧实验检测小鼠的学习记忆能力的改变；采用transwell以及划痕实验检测N2a/wt转htau40细胞的培养基对小胶质细胞迁移能力的影响；采用ELISA技术检测N2a/wt转htau40质粒之后以及原代皮质神经元感染／AAV-htau40之后炎症相关分子的水平的改变； 结果：(1) AAV-htau40的感染可以引起神经突的损伤,且这种损伤存在于轴突当中；(2)AAV-htau40的感染显著激活了小胶质细胞以及星形胶质细胞；(3)AAV-htau40的感染损伤了树突棘的正常形态以及数量,减弱了神经元的突触可塑性；(4)AAV-htau40的感染增强了tau蛋白的磷酸化；(5) htau40造成树突棘的损伤以及LTP的抑制。(6) AAV-htau40造成动物行为学上的渐进性损伤；(7) htau40的条件培养基在体外可以促进小胶质细胞的迁移能力；(8) htau40损伤的神经元可能通过释放趋化因子CX3C配体1(Chemokine (C-X3-C motif) ligand1, CX3CL1),肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-a, TNF-a)以及白介素-6(Interleukin6, IL-6)等来激活神经胶质细胞；(9)免疫抑制剂FK506能够减弱由AAV-htau40感染造成的小胶质细胞与星形胶质细胞的激活。 结论：(1)炎症过程参与了htau40的毒性作用；(2) htau40的毒性作用是由小胶质细胞介导的；(3)小胶质细胞、星形胶质细胞的激活以及轴突的退化,突触的损伤是htau40病理的早期事件。 我们实验室的研究发现,磷酸酪氨酰磷酸酶激酶(Phosphotyrosyl phosphatase activator, PTPA)的蛋白水平在阿尔茨海默症(Alzheimer's disease, AD)病人脑内以及AD转基因鼠脑内下降。本研究中,我们探讨了PTPA的下调是否会影响细胞的存活及其相关的机制。我们发现PTPA可定位于线粒体膜上,在HEK293和N2a细胞系中下调PTPA引起凋亡。PTPA下调可降低线粒体膜电位(mitochondrial membrane potential, MMP),诱导Bax转位到线粒体膜上,诱导细胞色素C释放到胞浆中,激活caspase-3从而引发PARP的剪切,且引起Bcl-2和Bcl-xl蛋白水平的下降。过表达PP2A催化亚基(PP2A catalytic subunit, PP2AC)并不能逆转由下调PTPA诱导的凋亡,下调PTPA不影响MAPKs激酶的磷酸化水平,表明PP2A以及丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinases, MAPKs)并没有参与到下调PTPA诱导的凋亡中。在过表达tau的细胞中,下调PTPA可抑制PP2A活性,从而诱导tau蛋白的过度磷酸化,但并不引起细胞的凋亡,这些数据表明下调PTPA可以通过线粒体途径诱导细胞的凋亡,但tau的过度磷酸化可以逆转由PTPA诱导的凋亡。
【关键词】：阿尔茨海默症 人tau40 神经炎症 胶质细胞 PTPA 凋亡 阿尔茨海默症 细胞色素C
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R749.16
【目录】：

• Part Ⅰ 过表达人tau40导致神经元损伤和胶质细胞炎症5-54
• 摘要5-7
• Abstract7-9
• 前言9-11
• 材料与方法11-23
• 结果23-42
• 讨论42-46
• 小结46
• 创新点46-47
• 参考文献47-54
• Part Ⅱ 过表达人tau40对抗PTPA基因下调诱导的细胞凋亡54-81
• 摘要54-55
• Abstract55-56
• 前言56-57
• 材料与方法57-62
• 结果62-73
• 讨论73-75
• 小结75
• 创新点75-76
• 参考文献76-81
• 综述81-96
• 参考文献88-96
• 附录一 攻读学位期间发表论文情况96-97
• 附录二 攻读学位期间参加国际学术会议情况97-98
• 附录三 攻读学位期间参与国家自然基金98-99
• 致谢99-100

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 朱舟;潘邓记;王伟;;小胶质细胞与Aβ研究进展[J];神经损伤与功能重建;2007年04期

2 何静;孙圣刚;陈小武;;14-3-3γ和ζ蛋白在小胶质细胞中表达变化的研究[J];中国老年学杂志;2008年04期

3 许静;杨卓;;大鼠产前应激对子代脑小胶质细胞发育和分布的影响[J];天津医药;2010年04期

4 李小媚;张楠楠;王冬梅;张玉辉;李爱萍;;大鼠生后早期脑内小胶质细胞形态学研究[J];神经解剖学杂志;2010年06期

5 李治华;赵青赞;张华;任秀花;周明付;臧卫东;;尼古丁对脂多糖诱导的大鼠小胶质细胞激活和白细胞介素6表达的影响[J];郑州大学学报(医学版);2011年02期

6 王爱桃;武庆平;徐建军;姚尚龙;崔永武;邱颐;;小胶质细胞在脂多糖引起的热高敏中的作用[J];中国组织化学与细胞化学杂志;2011年02期

7 姜文敏;唐罗生;贺达仁;;小胶质细胞在糖尿病视网膜病变发病机制中的作用[J];医学与哲学(临床决策论坛版);2011年10期

8 张海飞;郭敏芳;尉杰忠;李艳花;肖保国;马存根;;小胶质细胞在不同炎性环境下亚型和功能的演变及其意义[J];山西大同大学学报(自然科学版);2012年01期

9 泰文娇;叶旋;鲍秀琦;王晓良;张丹;;小胶质细胞与脑缺血关系的研究进展[J];药学学报;2012年03期

10 孙驰;陶涛;;肿瘤坏死因子受体相关因子6在小胶质细胞炎性激活中的作用[J];交通医学;2013年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 韩书珍;李雪梅;牛文泽;陈翔;王果;李泽宜;;激光扫描共聚焦显微镜观察大鼠局灶性脑缺血半暗区内小胶质细胞的变化及意义[A];第六届江浙沪儿科学术会议暨儿科学基础与临床研究进展学术班论文汇编[C];2009年

2 贾思远;雷露雯;王克万;王勇;;烟碱型乙酰胆碱受体在离体海马小胶质细胞上的表达与定位[A];广东省药学会2009学术年会论文集[C];2010年

3 刘锋;朱长庚;刘庆莹;;小胶质细胞的激活及其在致痫过程中的作用机制[A];解剖学杂志——中国解剖学会2002年年会文摘汇编[C];2002年

4 李捷;刘勇;张蓬勃;肖新莉;吕海侠;李敏杰;康前雁;邓美英;;大鼠局灶性脑缺血后小胶质细胞的来源[A];解剖学杂志——中国解剖学会2002年年会文摘汇编[C];2002年

5 赵天智;;血清白蛋白刺激小胶质细胞前炎症细胞因子表达的作用研究[A];中华医学会神经外科学分会第九次学术会议论文汇编[C];2010年

6 赵敏;袁云;赵培园;李t，

本文编号：668028