天芪益智颗粒改善阿尔茨海默病大鼠学习记忆功能的蛋白质组学研究

发布时间：2020-05-23 22:03

【摘要】：目的:观察天芪益智颗粒对阿尔茨海默症(Alzheimer's disease,AD)模型大鼠认知功能以及大脑组织相关蛋白表达的影响,探究其在阿尔茨海默症大鼠模型中的脑保护作用和机制,为天芪益智颗粒对阿尔茨海默症的治疗提供研究基础。方法:1.将90只雄性4月龄SPF级SD大鼠,按随机数字表法分为假手术对照组、模型组、石杉碱甲(阳性药)组,天芪益智颗粒高、中、低剂量组,每组15只。除对照组外,其余每组均通过Aβ1-42海马CA1区注射制备AD模型。2.手术后一周,天芪益智颗粒高、中、低剂量组分别连续40天灌胃给予0.76、0.38和0.19g/kg的天芪益智颗粒,石杉碱甲组给予石杉碱甲0.02mg/kg;假手术组和模型组同时给予等量生理盐水。3.给药结束后,使用Morris水迷宫对大鼠进行定位巡航实验与空间探索实验,测试组间逃避潜伏期、目标象限停留时间等,比较各组大鼠的认知学习能力差异。4.定量蛋白质组学串联质谱标签(Tandem Mass Tag,TMT)标记技术比较模型组大鼠和天芪益智颗粒中剂量组大鼠的大脑组织蛋白的差异表达,进一步使用Uniprot、PANTHER和STRING数据库对差异蛋白进行生物信息学分析,研究天芪益智颗粒可能的作用靶标和治疗机制。5.以β-actin做为内参,使用免疫印迹(Western Blot)法,对蛋白组学结果中发生差异表达的蛋白丙酮酸竣化酶(pyruvate carboxylase,Pc)、苹果酸脱氢酶(Malate dehydrogenase,Mdh2)和Fas相联的死亡结构域蛋白(Fas-associated death domain,Fadd)进行验证。结果:1.Morris水迷宫实验:①定位巡航实验:与假手术组相比,模型组大鼠的逃避潜伏期和路程显著延长(P0.01);与模型组相比,天芪益智颗粒高、中剂量组和石杉碱甲组大鼠的逃避潜伏期和路程明显缩短(P0.05)。②空间探索实验:与模型组相比,天芪益智颗粒高、中、低剂量组与石杉碱甲组大鼠穿过目标象限的次数显著增加(P0.01)。2.TMT定量蛋白质组学:天芪益智颗粒对大鼠大脑皮层和海马中37个AD相关蛋白的表达水平有显着影响(P0.05),其中超过50%的差异蛋白与能量代谢和抗细胞凋亡有关,其他蛋白质则与神经传递、神经发育、细胞骨架和Aβ生成有关。这些差异蛋白质中除了与凋亡和Aβ生成相关的蛋白质外,其他蛋白质的表达增加。3.免疫印迹(Western Blot):天芪益智颗粒高剂量组大鼠大脑组织中Pc和Mdh2的表达与模型组相比显著增加(P0.01),中、高剂量组Fadd的表达与模型组相比显著增加(P0.01),与蛋白质组学研究结果基本一致。结论:天芪益智颗粒可改善Aβ1-42诱导的AD模型大鼠的认知功能障碍,其治疗机制可能涉及多个过程的调节,主要包括促进能量代谢和神经传递、抗凋亡等途径。本研究为天芪益智颗粒用于阿尔茨海默症的治疗提供理论基础。
【图文】：

分布情况,电荷数,质量数,分布情况

２００邋？逡逑０邋逦■逦逦逦逦逦逦逦逦逦逡逑－１５逦－１０逦－５逦０逦５逦１０逦１５逡逑Ｄｅｌｔａ邋Ｍａｓｓ邋［ｐｐｍ］逡逑图ｉ．质谱全扫描范围的全体离子质量偏差分布逡逑②肽段的质量数及电荷数信息统计逡逑如图２所示，质谱测得的肽段多以２＋、３＋和４＋及以上电荷的形式存在，，质荷比主要逡逑富集在３５０？１２００附近，肽段分子量主要富集在１０００？２５００附近，表明样品得到适当的酶逡逑解，质谱仪能够覆盖绝大多数肽段信息。逡逑Ａ逦Ｂ逡逑１Ｂ逦１８逡逑

组和模,生物信息学分析,信号通路,生物调节

逑３．３差异表达蛋白的ＧＯ分析结果逡逑如图３所示，ＧＯ分类结果显示，这些差异蛋白的分子功能（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ邋Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）逡逑涉及蛋白结合活性、催化活性、受体活性、信号传导活性、结构分子活性、转运活性（图逡逑３Ａ）；生物学过程（Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ邋Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）涉及生物调节、生物合成、细胞过程、发育过逡逑程、细胞定位、代谢过程、应激反应等（图３Ｂ）；细胞组分（Ｃｅｌｌｕｌａｒ邋Ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）包括逡逑大分子复合物、细胞膜、细胞器（图３Ｃ）；信号通路（Ｐａｔｈｗａｙ）涉及ＡＴＰ合成、凋亡逡逑信号通路、ＲｈｏＧＴＰ酶对细胞骨架的调控、Ｆａｓ信号通路、谷氨酰胺－谷氨酸转化通路、逡逑糖酵解、三羧酸循环信号通路（图３Ｄ）。逡逑这些蛋白质中，５１％、２１％和１８％的蛋白分别具有催化活性、转运活性和蛋白结合逡逑活性（图３Ａ）。大多数蛋白参与代谢过程（３３％）、细胞过程（２８％）或构成细胞组分逡逑（１７％），其他与生物调节过程有关（图３Ｂ）。４３％定位于细胞，２３％定位于膜，其他逡逑定位于大分子复合物或细胞器（图３Ｃ）。值得注意的是，近半数蛋白质与能量代谢相关，逡逑其中１６．７％与丙酮酸代谢有关，８．３％与ＡＴＰ合成有关，８．３％与糖酵解有关，８．３％与逡逑ＴＣＡ循环有关；其次，超过２０％的蛋白质与细胞凋亡有关，其中１６．７％的蛋白质与凋逡逑亡信号通路有关
【学位授予单位】：北京中医药大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R285.5

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