ALDH2在β淀粉样蛋白致神经元损伤的保护作用及机制研究

发布时间：2017-09-14 23:32

  本文关键词：ALDH2在β淀粉样蛋白致神经元损伤的保护作用及机制研究

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【摘要】：随着全球进入老龄化社会的进程加快,阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)这一严重威胁老年人体健康的神经退行性疾病发病率、病死率也呈逐年上升的态势,给社会和家庭造成沉重负担。然而,临床上对AD的有效治疗手段十分欠缺,疗效很有限。究其原因,主要是缺乏对AD发病机制的深入理解和针对其治疗靶点的新型治疗剂。β淀粉样蛋白(Aβ)是AD神经元病理改变神经炎性斑块的主要组成成分和元凶。在脑内由淀粉样前体蛋白在内质网的β-裂解酶作用下生成。目前的研究认为,脑内神经细胞内外重要细胞器如线粒体、内质网的Aβ沉积和脑内毛细血管内膜Aβ沉积可能是AD致病的核心机制,Aβ已成为治疗AD的重要靶点之一。线粒体乙醛脱氢酶2(ALDH2),是乙醛脱氢酶家族中的一员,是核编码的线粒体酶,进化保守,在机体各个器官广泛表达。其主要功能为将酒精代谢过程中产生的乙醛脱氢生成乙酸,从而降低许多酒精相关性疾病的风险。其次,ALDH2具有硝酸盐还原酶的作用,能将硝酸酯类药物转化为具有生物活性的一氧化氮,以此降低冠心病死亡风险。更为重要的是,近年的研究发现,ALDH2因其能够直接、间接转化机体各组织器官、细胞代谢过程中产生的细胞毒性反应性醛类等物质,具有显著的细胞保护作用,且与多种神经系统退行性疾病发病相关。国内外流行病学调查研究结果亦显示,aldh2基因缺失型人群阿尔茨海默病患病率明显增高;动物实验结果显示,aldh2基因敲除小鼠更易遭受氧化应激损伤,表现出增龄相关性神经退行性病理改变及记忆力丧失等一系列神经功能障碍;细胞水平实验显示,在原代培养海马神经元中过表达aldh2可有效减少代谢产物4羟基壬荃导致的神经元凋亡、氧化应激反应及线粒体损伤。然而,aldh2在aβ所致的神经元损伤中起到什么作用?其机制是什么?既然aldh2突变能增加患ad的危险性,使用aldh2激活剂alda-1是否能够保护aβ所致的神经元损伤?目前未见相关报道。研究目的:探索aldh2在ad神经元病理损伤中的作用,并进一步研究其作用机制。为其作为ad病因治疗崭新靶点提供实验依据。研究方法:使用聚集态的aβ50?mol/l处理ht22细胞即小鼠海马神经元细胞系,构建ad细胞模型,并在此基础上使用aldh2特异性激活剂alda-1,aldh2特异性抑制剂daidzin。以mtt实验检测细胞生存率、流式细胞术及tunel检测细胞凋亡率。western-bolt检测细胞凋亡相关蛋白caspase3、bcl2等。原代神经干细胞诱导分化ad细胞模型上进行干预,经10%胎牛血清诱导分化5天后加入aβ25-3550?mol/l、aldh2激活剂alda-150?mol/l、aldh2抑制剂daidzin60?mol/l,观察分化的克隆球形态和神经元数目,进一步证明aldh2神经元保护作用。使用透射电镜检测细胞线粒体形态、超氧阴离子荧光探针检测ros水平、elisa检测4-hne水平、荧光素酶法检测细胞内atp含量。实验结果:mtt实验显示aβ50?mol/l处理24小时后细胞生存率显著降低。在aβ所致ad细胞模型基础上加入aldh2激活剂alda-1,aldh2抑制剂daidzin。结果显示:加入alda-150?mol/l时细胞生存率明显上升,而使用daidzin60?mol/l时抑制aldh2活性细胞生存率明显下降,流式细胞术结果显示与aβ处理组相比加入aldh2激活剂alda-150?mol/l后细胞凋亡率明显降低,使用aldh2抑制剂daidzin后细胞凋亡率无明显变化。western-bolt结果显示加入aldh2激活剂alda-150?mol/l后细胞内caspase3active含量显著减少,bcl2含量显著增加,与aβ处理组相比有统计学差异。tunel染色后荧光显微镜观察加入alda-1后绿色荧光标记的凋亡细胞明显减少。原代小鼠神经干细胞诱导分化实验结果显示,Aβ处理组分化的克隆球形态异常、细胞数目减少。而ALDH2激活后分化克隆球形态较为正常,细胞数目增多。透射电镜结果显示:与正常对照组相比,Aβ处理组的线粒体存在空泡以及膜破裂而加入Alda-1后线粒体形态基本恢复正常。使用DHE荧光探针检测了细胞内ROS含量,结果显示与Aβ处理组加入ALDH2激活剂Alda—1后ROS荧光强度呈显著下降。Elisa检测4-HNE水平,与Aβ处理组相比加入ALDH2激活剂Alda—1后能显著减少细胞内4-HNE含量。使用荧光素酶法检测细胞内的ATP含量,与Aβ处理组相比加入ALDH2激活剂Alda—1后细胞内ATP显著升高。综上所述ALDH2激活能保护神经元免受Aβ所致损伤,其可能的机制为:ALDH2可减轻Aβ的线粒体毒性作用,减少ROS、4-HNE的产生,增加线粒体内的ATP含量。实验结论:1.Alda-1激活ALDH2能减轻Aβ所致的HT22细胞生存率降低,Caspase3表达的减少、Bcl2的表达增加,提示ALDH2保护Aβ所致的神经元损伤。2.神经干细胞诱导分化在模拟脑内AD细胞环境下,Aβ所致的神经元和星形胶质细胞发育异常,在应用Alda-1后得以恢复,从另一方面证实了ALDH2的神经元保护作用。3.ALDH2神经元保护作用机制之一可能为,减少Aβ产生的ROS和毒性醛类造成的线粒体损伤,增加ATP的产生。
【关键词】：阿尔茨海默病 线粒体乙醛脱氢酶2 β淀粉样蛋白
【学位授予单位】：第四军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R749.16
【目录】：

• 缩略语表5-6
• 中文摘要6-9
• 英文摘要9-13
• 前言13-15
• 文献回顾15-22
• 一、阿尔茨海默病研究现状及相关机制15-18
• 二.ALDH2 研究现状18-22
• 第一部分：ALDH2对?淀粉样蛋白致神经元损伤的细胞保护作用22-35
• 引言22
• 1 材料22-24
• 2 实验方法24-26
• 3 实验结果26-33
• 4 讨论33-35
• 第二部分：ALDH2对AD病理环境原代神经干细胞诱导分化的作用35-41
• 引言35
• 1 材料35-36
• 2 实验方法36-37
• 3 实验结果37-40
• 4 讨论40-41
• 第三部分：ALDH2神经元保护作用机制研究41-49
• 引言41
• 1 材料41
• 2 实验方法41-43
• 3 实验结果43-47
• 4 讨论47-49
• 小结49-50
• 参考文献50-58
• 个人简历和研究成果58-59
• 致谢59

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本文编号：853014