Meynert基底核中microRNA-132和Egr-1在阿尔兹海默病程中的变化特征

发布时间：2017-10-08 15:02

  本文关键词：Meynert基底核中microRNA-132和Egr-1在阿尔兹海默病程中的变化特征

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【摘要】：目的：胆碱能Meynert基底核(Nucleus Basalis of Meynert, NBM)是脑内神经递质乙酰胆碱的主要产生脑区,与学习记忆功能密切相关。NBM在阿尔兹海默症(Alzheimer's disease, AD)中严重受损。以往的针对死亡后人脑样本和在体的研究发现,在AD进程的早期(神经病理学诊断之Braak分期Ⅱ-Ⅲ期)NBM神经元激活伴随着代谢活性增强,但是,在AD晚期(例如Braak Ⅴ-Ⅵ期)NBM呈现退行性改变。研究者在AD患者的前额叶(prefrontal cortex, PFC)也发现存在着神经元活性于AD早期激活而于AD晚期降低现象,表现为大量的与突触活性和可塑性调节相关的基因在AD早期上调而于AD晚期下调。这些发现提示,这种脑区活性先升后降的变化类型可能是AD病程中脑活性变化的较为普遍的现象,虽然也有其他现象存在。由于AD早期的这种神经元活性激活可能具有神经元保护作用,使得该阶段脑功能获得代偿而缺乏AD的临床表现,因此揭示这种AD脑区活性早期激活而晚期降低的调控因素与工作机理,尤其是早期维护脑活性的因素,将对于全面、深刻理解AD发病机制、寻找激活AD晚期脑功能的治疗策略或药物靶点具有重要科学意义。本研究以两个具有促进突触活性和突触可塑性功能,在AD病程中于PFC中显示先升后降的基因表达改变模式,并且与AD病理学标记及胆碱能活性密切相关的分子,即miRNA-132(miR-132)和早期生长因子1(Early growth response1, Egr-1)作为候选分子研究这种调节机制。我们于死亡后人脑研究样本,包含AD发展的整个进程,也即从AD的神经病理学分期Braak0到BraakⅥ期期间,研究在NBM内miR-132和Egr-1的表达变化,以及其与经典AD病理标记即过度磷酸化的tau与细胞内外的p-淀粉样蛋白(Amyloid beta, A(3),以及与胆碱合成酶,即胆碱乙酰转移酶(choline acetylcholinesterase, ChAT)的关联。我们还研究了它们与载脂蛋白E (apolipoprotein E, APOE)ε4携带情况的关联,以及与神经元退行性变的参数包括细胞萎缩、细胞密度降低等的关联。旨在探究miR-132和/或Egr-1是否可能参与AD进程中的胆碱能NBM活性变化调节。 材料与方法：我们采用由荷兰人脑库(Netherlands Brain Bank, NBB)提供的包含NBM的福尔马林固定、石蜡包埋的下丘脑样本进行研究。这些样本包括非痴呆症的对照者(Braak分期=0)以及AD不同进程中的患者,即从Braak分期=Ⅰ到Braak分期=Ⅵ的患者,每期样本量n=7,共49个样本。7期样本之间按照性别、年龄、死亡后廷搁时间(postmortem delay, PMD)、脑脊液(Cerebro-Spinal Fluid, CSF) pH值、APOE基因型、死亡时间、组织固定和贮存时间等进行完好匹配以消除研究的混淆因素。我们还根据以往研究按主要临床类型将脑研究样本分为三大组,即Braak0-Ⅱ,主要为无症状(no symptom, NS)对照组；Braak Ⅲ-Ⅳ,王要为MCI组；Braak stage Ⅴ-Ⅵ,主要为AD组。我们选取位于穹窿和/或前联合位置的NBM的Ch4-am或Ch4-al区脑片进行连续切片,分别采用硫堇染色定位并研究神经元数目和神经元萎缩观察；采用免疫细胞化学染色(immunocytochemistry, ICC)包括采用AT8抗体检测过度磷酸化的tau、采用4G8抗体检测细胞内、细胞外的Ap、采用抗ChAT抗体检测NBM中的胆碱能神经元、采用Egr-1抗体检测Egr-1的表达量。此外我们还采用Gallyas银染检测嗜银的神经元纤维样缠绕(Neurofibrillary tangles, NFT),并采用原位杂交技术(in situ hybridization, ISH)检测miR-132的表达量。采用图像分析获得的整合光密度值(integrated opticaldensity, IOD)定量ICC和ISH信号。 结果：NBM中miR-132和Egr-1表达直到MCI期仍保持相对稳定,而于AD后期(Braak Ⅴ-Ⅵ期)呈现显著下降趋势或呈现显著下降(S-N-K,P=0.055和P0.05)。NBM中miR-132(r=0.49, P0.001)和Egr-1(r=0.61, P0.001)的表达量与ChAT表达量之间呈现显著正相关。NBM的神经元密度在AD进程中保持相对稳定(ANOVA, P=0.101),但是细胞大小在AD后期显著下降(K-W,与NS组比,P=0.00001；与MCI组比,P=0.007)。ChAT在AD早期保持稳定,在AD后期开始下降(S-N-K, P0.05)。NFT和Ap在Braak Ⅱ和Ⅲ期之间显著升高,之后,NFT继续升高而Aβ直至Braak Ⅵ期都保持相对稳定(S-N-K, P0.05)。在AD早期(BraakⅡ-Ⅳ期)NBM中由抗AT8染色的过度磷酸化的tau占主导,而银染的NFT和神经毡(Neuropil threads, NT)在AD进程的后期(Braak Ⅴ-Ⅵ期)更为明显。ChAT的表达量与过度磷酸化的tau成显著负相关(r=-0.33,P=0.021),而与Ap没有相关性,提示tau的病理变化而不是Ap与NBM的神经退行性改变关系更为密切。此外,我们发现在所有的Braak分期中NBM内的Ap都位于细胞外。最后,在MCI组,APOEε4携带者的ChAT显著低于非ApoEε4携带者(S-N-K, P0.05);在NS组,APOEε4携带者的NBM内Aβ高于非ApoEε4携带者(S-N-K, P0.05). 结论：从microRNA和Egr-1在AD进程中的变化我们得出：1)这两个分子可能在AD早期对保持NBM胆碱能功能稳定起作用；2)可能导致NBM的晚期退行性变。
【关键词】：阿尔兹海默症 小RNA-132 早期生长反应因子-1 Meynert基底核 过磷酸化tau蛋白 β-淀粉样蛋白
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R749.16
【目录】：

• 致谢5-6
• 序言6-11
• 中文摘要11-14
• Abstract14-18
• 缩略词表18-21
• 1 引言21-23
• 2 材料和方法23-43
• 3 结果43-55
• 4 讨论55-59
• 5. 结论与展望59-65
• 参考文献65-69
• 附录69-72
• 综述72-104
• 参考文献89-104
• 作者简历及在学期间所取得的科研成果104

【共引文献】

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本文编号：994673