弗里德赖希氏共济失调病人神经元丢失的机制研究
本文关键词：弗里德赖希氏共济失调病人神经元丢失的机制研究，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：研究背景：弗里德赖希氏共济失调(Friedreich ataxia, FRDA)是编码frataxin蛋白的FXN基因突变引起的遗传性神经退行性疾病,其临床症状表现为外周和中枢神经系统的退行性病变,并伴有肥大型心脏病和糖尿病。Frataxin蛋白是线粒体内重要的铁伴侣分子,与铁硫簇的合成相关,铁硫簇参与细胞内多种酶的合成及活化。frataxin蛋白表达量减少使细胞线粒体内铁积累,引起氧化应激和线粒体功能障碍,最终引起FRDA病人神经元细胞的死亡。Frataxin缺失引起的这一系列变化与新发现的一种死亡方式ferroptosis很相似。Ferroptosis是由铁依赖性的氧化损伤引起的细胞死亡模式,不同于凋亡、自噬、坏死。且低氧诱导因子HIF的表达与氧气和铁相关,所以我们推测frataxin缺失后导致神经元细胞发生ferroptosis,且影响HIF的表达,最终导致FRDA疾病的发生。硫辛酸(a-LA)作为一种抗氧化剂和抗氧化剂的保护剂,可以保护细胞抵抗氧化应激,即保护细胞抵抗ferroptosis,进而起到保护细胞的作用。目的： (1)研究frataxin缺失引起细胞死亡与ferroptosis发生的关系；(2)检测硫辛酸能否保护细胞抵抗erastin诱导的ferroptosis;(3)研究FXN与HIF的表达调控间的关系。方法：(1)本文中通过测定顺乌头酸酶活性,来研究frataxin缺失的FRDA病人淋巴细胞内铁硫簇的合成情况；(2)用Western blot检测FRDA病人淋巴细胞中IRP1、IRP2、Ft、HIF1α的表达情况以及去铁剂(DFO、DFP)处理后健康人细胞中IRP1、IRP2、Ft、HIF1α的表达情况；(3)用Perl DAB进行铁染色,观察frataxin缺失的FRDA病人细胞内铁的含量；(4)用不同浓度的erastin、Fer-1、DFO处理健康人B淋巴细胞(GM15849),显微观察细胞的形态,筛选合适的erastin浓度；(5)用不同浓度的谷氨酸钠处理SH-SY5Y细胞,通过CCK-8检测细胞生存能力,筛选合适的谷氨酸钠浓度；(6)用不同浓度的α-LA处理SH-SY5Y细胞后,再加入谷氨酸钠,用CCK-8检测细胞生存能力的变化；(7)用α-LA处理神经瘤母细胞SH-SY5Y后,再加入erastin,显微观察细胞的形态和生长状态；(8)用QPCR的方法检测frataxin的缺失对HIF下游靶蛋白表达的影响。结果：(1)FRDA病人淋巴细胞中aconitase的活性降低；IRP1、IRP2的表达明显上调,ferritin表达下调；(2)Erastin可诱导健康人和FRDA病人细胞发生ferroptosis,但是健康人细胞对erastin更敏感；Fer-1和DFO可以保护健康人细胞抵抗erastin的毒性,FAC加剧了erastin引起的细胞毒性；Fer-1可以保护FRDA病人细胞抵抗erastin的毒性,但是DFO和FAC都加剧了erastin引起的细胞毒性；(3)α-LA可以保护细胞抵抗谷氨酸钠和erastin诱导的细胞毒性；(4)FRDA病人细胞中HIF1α的蛋白水平上调,同时,HIF1α及其下游靶基因对低氧的应答改变。结论：Ferroptosis可能不是frataxin的缺失导致FRDA神经元丢失的机制；硫辛酸可对由erastin诱导的ferrroptosis起到保护作用；Frataxin的缺失诱导细胞处于对低氧的应答反应中,但是丢失了真正需要对低氧产生应答的能力。
【关键词】：弗里德赖希共济失调 Frataxin Ferroptosis 低氧诱导因子
【学位授予单位】：南京大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R744.7
【目录】：
- 缩略词6-8
- 中文摘要8-10
- ABSTRACT10-12
- 第一章 综述12-21
- 前言12
- 1. FXN基因突变与FRDA12-14
- 2. Frataxin蛋白的功能与铁代谢14-15
- 3. 细胞内铁代谢15-16
- 4. 低氧与主要的铁相关蛋白16-19
- 总结19-21
- 第二章 研究弗里德赖希氏共济失调病人神经元丢失的机制21-41
- 引言21-22
- 1 材料和仪器22-25
- 1.1 试剂和材料22-23
- 1.2 仪器和设备23
- 1.3 溶液配制23-25
- 1.4 统计分析25
- 2 实验方法25-30
- 2.1 蛋白免疫印迹(Western blot)25
- 2.2 顺乌头酸酶活性的测定25-26
- 2.3 总RNA的提取26-27
- 2.4 逆转录PCR(RT-PCR)27
- 2.5 qRT-PCR27-28
- 2.6 细胞铁染色(Perl DAB stain)28-29
- 2.7 细胞毒性分析(CCK-8)29
- 2.8 低氧(0.5%O_2)培养细胞29-30
- 3 实验结果30-38
- 3.1 Frataxin缺失的细胞铁代谢失衡30-31
- 3.2 FRDA病人细胞对erastin不敏感31-34
- 3.3 α-LA可以保护细胞抵抗erastin诱导的ferroptosis34-36
- 3.4 Frataxin的缺失上调了HIF的表达36-37
- 3.5 Frataxin的缺失影响了细胞对低氧的应答37-38
- 4 讨论38-39
- 5 结论39-41
- 参考文献41-49
- 致谢49-50
- 硕士期间已发表和待发表文章50-51
【共引文献】
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本文编号：302345
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