帕金森疾病神经细胞的微环境调控与标志物检测

发布时间：2020-08-02 13:04

【摘要】：帕金森综合征是由于黑质多巴胺能神经元的丢失而导致的许多病理性特征,如细胞内氧化应激氛围、线粒体的功能障碍和神经递质的释放紊乱等。这些问题严重影响了神经细胞的正常状态和功能,全世界约有四百万人罹患帕金森综合征,因此帕金森综合征的检测与治疗受到了越来越广泛的关注。本文基于一些疾病细胞的特殊状态,设计了一种新型的探针分子用于细胞缺氧环境下硝基还原酶的检测;合成了一系列有谷胱甘肽响应能力的脂质体,实现了蛋白质的可控释放及利用基因编辑技术对神经细胞进行调控,并实现了神经递质释放的电信号记录。从而对监控及治疗罹患帕金森综合征提供了一些参考信息。具体工作如下:1)神经细胞内硝基还原酶的检测与成像:还原酶是缺氧条件下细胞内重要的检测标志物。由于小分子荧光探针高灵敏性和高时空分辨率的特点,越来越多地被用于硝基还原酶检测与成像。因此,我们通过将对硝基苄基基团引入到磺酰基苯并恶二唑(SBD)荧光母体上,合成出一种新型比率型荧光探针分子。基于分子内电荷转移的机理,探针分子与硝基还原酶反应后,荧光发生红移,从而实现对硝基还原酶的特异性检测。该探针展现了较高的灵敏性,专一性和生物兼容性,并被用于对细胞内不同程度硝基还原酶的成像。2)谷胱甘肽响应性阳离子脂质体在神经细胞内的蛋白质靶向输送研究:蛋白质在哺乳动物细胞内的高效输送是蛋白治疗发展的重要挑战。越来越多的研究报道使用生物可降解的脂质体纳米颗粒作为蛋白质输送载体。因此,我们设计、合成出一系列具有谷胱甘肽特殊响应的阳离子脂质体,实现了对模型蛋白皂草素的细胞质输送,并对其谷胱甘肽响应性进行了验证。这种阳离子脂质体可被用来实现疾病细胞内治疗性蛋白的靶向输送。3)基于CRISPR/Cas9技术的神经细胞基因编辑研究:突触囊泡是神经元间信号传递的重要参与者。了解神经递质和神经紊乱下递质释放的情况对认识帕金森疾病具有重要的意义。因此,我们利用CRISPR/Cas9技术实现对神经细胞内外源性基因位点的基因编辑,分别在细胞和活体层次对基因编辑后的效果进行了验证。并进一步使用膜片钳技术对单细胞递质释放的电化学信号进行了记录。为实现该技术对神经细胞内递质释放相关蛋白基因位点的编辑和对帕金森疾病模型中神经递质释放的研究打下了一定的基础。
【学位授予单位】：安徽师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：O652;R742.5
【图文】：

多巴胺能神经元,放射性示踪剂,成像

研究病因和病理生理学，并衡量各种治疗方法的效果具有神经影像检测帕金森疾病会导致多巴胺能神经元的机构、功能和分子形态发生改结构和代谢活动产生变化，从而影响一系列神经受体的位置和神经经化学变化[17]。因此，近些年来，神经影像学的发展为研究这些问力的手段。神经影像学研究主要集中在多巴胺能神经系统，主要包括单光子发射 CT（SPECT），它们依赖于不同的原则，根据具体所需用于研究或临床环境。基于共振成像的技术有十多种；有 100 多种 T 放射配体可用于帕金森病（图 1.1）[18]。

微管相关蛋白,周围神经系统,中枢神经系统,示踪剂

图 1.2 不同生理情况下 SPECT 对 DAT 的检测PET 对 Tau 蛋白的成像：Tau 蛋白是存在于中枢神经系统和周围神经系统中的一种微管相关蛋白过使用多种发射性示踪剂（FDDNP16[21]，PBB3[22]，[18F]AV-1451[23]）白进行标记。2013 年 Masahiro Maruyama 等[22]通过 PET 实现了病理条

模型小鼠,Tau蛋白,示踪,海马

图 1.3A.对 PS19 模型小鼠海马脑区的 PET 成像，实现病理条件下 Tau 蛋白的示踪。B.利用 MRI 成像对 PD 患者不同脑区的神经黑色素进行成像，并比较其表达水平1.2.2 荧光成像检测氧化应激对人体是一种有害的状态，是由于活性氧的清除不足，这是由无数的生物化学反应产生的(图 1.4)。正常情况下，这些物种会被细胞内的抗氧化系统消灭，而细胞内的抗氧化系统可能会因衰老过程或疾病状态而受损。在帕金森病的特发性和遗传性病例中，氧化应激被认为是导致细胞功能障碍和死亡的共同潜在机制[26]。因此，PD 患者细胞内黑质氧化脂质[27]、蛋白质和 DNA[28]、氧活性物种（ROS）[29]、氮活性物种（RNS）[30]水平异常。而小分子荧光探针，作为一种

【相似文献】