蛋白酶体在糖尿病大鼠脑内AD样病变中作用的研究

发布时间：2020-10-31 15:31

　　 目的:糖尿病是阿尔茨海默病的重要危险因素,能够引起脑内AD样病变和认知功能减退。特异性蛋白质的异常聚集是典型的AD样病变,影响神经元功能甚至导致神经细胞死亡。蛋白酶体是细胞内异常蛋白质代谢的重要细胞器,参与细胞内“蛋白质稳态”的调节。本研究通过检测糖尿病脑内蛋白酶体功能改变以及干预蛋白酶体活性对AD样病变的影响探讨蛋白酶体在糖尿病易感AD样病理进程中的作用,从代谢的角度加深对AD发生机制的了解。方法:实验采用高糖高脂饲料喂养结合小剂量腹腔注射链脲佐菌素建立模拟人类2型糖尿病大鼠模型,通过系统检测糖尿病相关成模指标确定实验动物模型建立成功。建模成功后,分别给予部分糖尿病组和正常组大鼠蛋白酶体抑制剂脑内干预,通过蛋白酶体抑制效果的检测后确定蛋白酶体干预有效。多种检测方法检测脑内蛋白酶体的结构和功能变化以及蛋白酶体对AD样病变的影响,包括:特异性试剂盒检测蛋白酶体活性、western-blotting检测各蛋白酶体亚基含量变化,免疫组化、免疫荧光检测大鼠脑内蛋白酶体变化情况。结果:1本实验采用高糖高脂饲料喂养结合腹腔一次性注射STZ的方法成功建立了模拟人类2型糖尿病动物模型。2脑内蛋白酶体结构和功能变化的研究2.1大脑皮层、海马区域内20S蛋白酶体各亚基含量的检测:DM组较Ctrl组20S蛋白酶体亚基β2、β5亚基含量有降低趋势(P0.05),重组20S免疫蛋白酶亚基蛋白iβ2、iβ5含量有上升趋势(P0.05)。2.2 20S蛋白酶体三种水解酶活性的改变:在脑内皮层和海马区内DM组T-L、CT-L有高于Ctrl组的趋势(P0.05)。3蛋白酶体功能与糖尿病脑内AD样病变关系的研究3.1脑内蛋白酶体抑制剂及其效果检测:在海马区DM+Lac组大鼠和Ctrl+Lac组大鼠三种蛋白酶水解活性明显高于DM大鼠(P0.05);经蛋白酶体抑制剂干预的DM组与Ctrl组大鼠脑内Ubquitin结合蛋白含量明显高于未经处理的大鼠(P0.05)。3.2蛋白酶体抑制剂对海马区Aβ生成通路、Tau蛋白磷酸化通路的检测:各组大鼠间脑内Aβ生成通路相关蛋白含量无明显变化,Tau蛋白磷酸化通路相关蛋白在蛋白酶体抑制后有增加的趋势,但无统计学意义(P0.05)。3.3蛋白酶体对脑内海马区氧化损伤蛋白影响的检测:DM+Lac组、Ctrl+Lac组以及DM组DNP、3-NT含量明显高于和Ctrl组(P0.05)。4脑内海马区蛋白酶体调节相关蛋白的变化4.1脑内11S蛋白酶体亚基蛋白含量的检测:DM组11S蛋白酶亚基蛋白PSME2含量明显高于Ctrl组(P0.05)。4.2蛋白酶体相关蛋白脑内变化:DM组神经元结构及11S蛋白酶体亚基蛋白PSME2结构发生改变。结论:长时程高脂饲料喂养结合小剂量STZ能够诱导非遗传背景的糖尿病大鼠模型。该模型表现出高血糖、高血脂、体重增加后下降、脂肪肝和多饮多尿等症状,能够模拟部分人类2型糖尿病部分典型特征。糖尿病在大鼠大脑皮层和海马有增加蛋白酶体免疫型亚基iβ2、iβ5的趋势,但无统计学差异。糖尿病有增加蛋白酶体T-L和CT-L水解酶活性的趋势。蛋白酶体抑制对糖尿病大鼠海马AD样病变影响不同,Aβ生成通路关键蛋白不受蛋白酶体抑制影响;磷酸化Tau蛋白在蛋白酶体抑制后有增加的趋势;氧化修饰蛋白堆积受到蛋白酶体抑制的影响。
【学位单位】：大理大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：R587.2;R749.16
【部分图文】：

0.05）；同时在大脑皮层检测重组 20S 蛋白酶体 iβ1、iβ2、iβ5 亚基蛋白含量，DM 组大鼠较 Ctrl 组大鼠 iβ1 亚基蛋白含量减少，iβ2、iβ5 亚基蛋白含量略有增加趋势（P＞0.05）（如图 4A、C）。在 DM 组和 Ctrl 组大鼠海马区同样进行 20S 蛋白酶体β1、β2、β5 亚基蛋白含量检测，结果显示 DM 组大鼠海马区β1 亚基蛋白的含量略高于 Ctrl 组大鼠β1 亚基蛋白的含量，而β2、β5 亚基蛋白的含量相较 Ctrl 组大鼠略有降低趋势（P＞0.05）；海马区重组 20S 蛋白酶体 iβ1 亚基蛋白含量的检测表现出 DM 较Ctrl 组含量减少（P＞0.05），DM 组大鼠重组 20S 蛋白酶体 iβ2 亚基蛋白含量较 Ctrl 组大鼠有增加趋势，但无统计学意义（P＞0.05），而 DM 组大鼠 iβ5 亚基蛋白含量较 Ctrl 组大鼠明显增加（如图 4B、D）。

图 5：蛋白酶体活性的检测。大脑皮层区域：DM 组大鼠与 Ctrl 组大鼠 C-L 无明显变化，DM 组大鼠较 Ctrl 组大鼠 T-L 与 CT-L 略高（x±S n=4，P＜0.05），无统计学意义（图 A）。海马区域：DM 组大鼠 C-L 较 Ctrl 组大鼠有降低趋势，而T-L 与 CT-L 高于 Ctrl 组大鼠（x±S n=4，P＜0.05）（图 B）3.3 蛋白酶体功能与糖尿病脑内 AD 样病变关系的研究3.3.1 脑内蛋白酶体抑制剂干预效果的检测糖尿病大鼠模型建立成功后继续高糖高脂颗粒饲料喂养一个月，然后对两组大鼠（DM+Lac 组、Ctrl+Lac 组）进行侧脑室注射蛋白酶体抑制药（Lactacystin，Lac）干预脑内蛋白酶体。实验通过对蛋白酶体的三种水解酶活性检测来反映出脑内注射蛋白酶体抑制药 Lac 干预效果。当泛素-蛋白酶体系统（UPS）中蛋白

图 6：蛋白酶体抑制剂处理后效果的检测。三种蛋白酶活性的检测： 大脑皮层中经蛋白酶体抑制药 Lac 干预组大鼠三种蛋白酶体水解酶活性均略低于未受 Lac 干预组大鼠，无统计学意义（x±S n=4，P＞0.05）（图 A）。海马区：Ctrl+Lac 组大鼠 C-L 明显低于DM 组大鼠（x±S n=4，P＜0.05），Ctrl+Lac 组大鼠、DM+Lac 组大鼠 T-L 明显低于DM 组大鼠（x±S n=4，P＜0.05），CT-L 表现出 Ctrl+Lac 组大鼠以及 DM+Lac 组大鼠明显低于 Ctrl 组大鼠，同时也低于 DM 大鼠（x±S n=4，P＜0.05）（图 B）。在大脑皮层 Ctrl+Lac 组大鼠以及 DM+Lac 组大鼠 Ubquitin 结合蛋白含量均明显高于 Ctrl组大鼠 Ubquitin 结合蛋白含量（P＜0.05）。在海马区更为明显，Ctrl+Lac 组大鼠、DM+Lac组大鼠 Ubquitin 结合蛋白含量高于 Ctrl 组大鼠的同时也高于 DM 组大鼠（x±S n=4，P
【参考文献】

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本文编号：2864136