淀粉样多肽Aβ40调节小脑颗粒细胞GABA_Aα6表达的机制及发育成熟的研究

淀粉样多肽Aβ40调节小脑颗粒细胞GABA_Aα6表达的机制及发育成熟的研究

论文摘要

p-淀粉样多肽最初是在阿尔兹海默病患者脑部淀粉样斑块中发现的,并被命名为β-淀粉样多肽(β-amyloid peptide, Aβ)。Aβ由淀粉样蛋白前体蛋白剪切而成,因为蛋白肽链长度不一,所以是一类蛋白。检测到这类蛋白在脑区堆积是诊断阿尔兹海默症最有效的手段。研究这类蛋白和阿尔兹海默症的关系的文章众多。研究者发现淀粉样能够使突触功能紊乱、诱导神经元凋亡、促进氧化性脂质损伤。但同时研究人员也发现,淀粉样多肽同时具有生理功能。据报道淀粉样多肽能够调控神经突触传递;用阻断剂阻断淀粉样多肽的产生会使得神经元死亡增加,而在培液中添加淀粉样多肽后能够减少细胞的凋亡。但是关于淀粉样多肽对神经元发育成熟的调控的报道却鲜有涉及。在本人的研究中发现淀粉样多肽Aβ40能够增加GABAAa6的表达,并增加其参与介导的GABA配体门控型C1-离子电流。此外,通过生物素标记膜蛋白的方法检测到膜上GABAAa6蛋白的增加。利用western blotting和定量PCR的方法我们检测到蛋白的增加,但其mRNA水平没有变化,cycloheximide阻断蛋白翻译后发现Aβ40的作用被抑制,所以我们初步确定Aβ40影响了GABAAa6蛋白的翻译,但不影响转录。利用U0126阻断MEK/ERK信号通路,我们发现Aβ40的作用被抑制且Aβ40提高ERK1/2磷酸化水平的现象也能被U0126阻断。利用rapamycin阻断mTOR信号途径,发现同样能够抑制Aβ40的作用,且验证mTOR信号在ERK信号下游。Co-IP实验揭示Aβ40和膜上p75受体能够相互作用,p75受体阻断抗体(blocking antibody)能够阻断Aβ40的作用,同时我们发现阻断其他几个能够和Aβ40相互作用的受体并不能阻断Aβ40的作用。利用APP基因敲除小鼠,我们检测了小脑GABAAa6蛋白的表达,发现APP基因敲除后,小脑区域GABAAa6蛋白水平下降,在APP基因敲除小鼠小脑区域注射Aβ40能够将GABAAa6蛋白表达水平明显挽回。由于GABAAa6和小脑颗粒神经元的成熟密切相关,为了进一步研究Aβ40和小脑颗粒发育成熟的关系,我们观察离体培养小脑脑片和APP基因敲除小鼠在Aβ40处理前后小脑形态学的变化。我们发现Aβ40处理的离体培养小脑脑片其外颗粒层比对照组薄,而内颗粒层增厚,这个趋势和小脑发育成熟过程一致。在APP敲除小鼠模型上,APP敲除组小鼠小脑内颗粒层薄且分层不明显,Aβ40显微注射小鼠后小脑发育情况和对照组一致。另外我们还检测了Aβ40对小脑和小脑颗粒细胞其他发育情况的影响。利用GFP转染的小脑颗粒细胞拍摄共聚焦显微照片并经三维重构后分析发现,Aβ40处理后小脑颗粒细胞上树突小棘的分布密度明显增力。NeuroD2是与神经元发育、分化密切相关的转录因子,它的表达水平与神经元的发育程度密切相关。定量PCR检测NeuroD2的mRNA水平发现,Aβ40能够在发育早期(5DIC)增加神经转录因子NeuroD2的转录。这些线索和GABAAa6的变化一起揭示Ap40和小脑的发育密切相关,有助于我们更深入地了解淀粉样肽段的生理作用。

论文目录

  • 略缩词表
  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 前言
  • 一、淀粉样多肽
  • A受体和α6亚单位'>二、GABAA受体和α6亚单位
  • 三、p75NTR
  • 四、小脑颗粒细胞的成熟
  • 材料与方法
  • 一、实验材料
  • 1. 实验动物
  • 2. 实验药品及试剂
  • 二、实验方法
  • 1. 大鼠小脑颗粒细胞的原代培养
  • A受体电流'>2. 膜片钳记录GABAA受体电流
  • 3. 生物素标记膜蛋白
  • 4. 免疫共沉淀(Co-IP)
  • 5. 蛋白抽提与蛋白印迹(Western blotting)
  • 6. 全细胞mRNA抽提和定量PCR
  • 7. 大鼠小脑脑片培养、冰冻切片
  • 8. 小脑颗粒细胞转染质粒
  • 9. 小鼠小脑脑区注射
  • 10. 数据分析
  • 实验结果
  • Aα6的表达及其信号机制'>一、Aβ40调节GABAAα6的表达及其信号机制
  • Aα6的表达'>1. Aβ40能够增加膜上GABAAα6的表达
  • Aα6的蛋白翻译'>2. Aβ40能够增加GABAAα6的蛋白翻译
  • Aα6的表达'>3. Aβ40通过ERK/mTOR信号途径调控GABAAα6的表达
  • 4. Aβ40通过p75NTR来激活ERK/mTOR通路
  • 二、Aβ40对小脑及小脑颗粒细胞发育的调控
  • 1. Aβ40在体内和体外促进CGCs与小脑的成熟
  • 2. Aβ40促进小脑颗粒细胞上NeuroD2的表达
  • 3. Aβ40促进小脑颗粒细胞树突小棘的表达
  • 讨论
  • 1. Aβ40与p75NTR的相互作用
  • Aα6的ERK-mTOR信号途径'>2. 调控GABAAα6的ERK-mTOR信号途径
  • 3. Aβ的状态影响其作用
  • 4. Aβ40对CGC发育的调控
  • 5. 大鼠小脑颗粒细胞模型
  • 总结与展望
  • 综述
  • 一、淀粉样多肽的产生、清除与分布
  • 1. 淀粉样多肽的细胞产生
  • 2. 淀粉样多肽的清除
  • 3. Aβ体内分布及浓度
  • 二、Aβ的生理作用
  • 1. Aβ调节突触功能和学习记忆
  • 2. Aβ参与维持脂稳态
  • 3. Aβ的抗氧化能力
  • 4. Aβ调控神经元的生长、发育
  • 5. Aβ的其他生理作用
  • 三、Aβ的作用靶点与信号通路
  • 1. 能够与Aβ相互作用的受体
  • 2. Aβ介导的信号通路
  • 四、Aβ种类的作用与结构的关系
  • 五、Aβ导致AD的假说
  • 六、结论
  • 其他工作
  • 摘要
  • 一、前言
  • 二、材料与方法
  • 1. 小鼠皮层神经元培养
  • 2. 急性分离脑片制备
  • 3. 膜片钳记录
  • 4. 数据采集和分析
  • 5. 质粒构建和细胞转染
  • 6. 药品
  • 三、实验结果
  • 四、讨论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 论文发表情况
  • 致谢
  • 相关论文文献

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