REST缓解由PrP106-126毒性多肽诱导的原代神经元死亡

为检测神经元限制性沉默因子(REST)蛋白过表达或干扰对由PrP106-126毒性多肽引起的原代神经元死亡的影响,首先通过脂质体转染法将已经构建好的pCMV-HA-REST质粒转染原代神经元,或利用靶向REST的小干扰siRNA技术干扰原代神经元中REST蛋白的表达。用PrP106-126毒性多肽刺激构建好的REST过表达或干扰的原代神经元,利用Annexin V-FITC试剂盒检测细胞活性;利用TUNEL和Hoechest试剂盒,在激光共聚焦显微镜下直接观察细胞凋亡情况;在透射电镜下观察原代神经元亚细胞结构的变化和损伤情况;使用JC-1线粒体膜电位试剂盒检测线粒体膜电位的改变,同时检测凋亡相关蛋白FOXO1、细胞色素C以及Caspase-3的变化情况。结果显示,受到多肽刺激后,REST的过表达可减轻由毒性多肽引起的神经元死亡、神经元空泡化、细胞器损伤,抑制线粒体膜电位的改变,维持促存活蛋白FOXO1的表达,阻止线粒体向胞浆中释放细胞色素C以及Caspase-3的激活。相应地,干扰REST后,可加剧毒性多肽对神经元的损伤并抑制FOXO1的表达。这表明REST蛋白的过表达可缓解由PrP106-126毒性多肽引起的神经元死亡,对神经元起保护作用,为进一步阐释REST对朊病毒及相关神经退行性疾病引起的病理性损伤的治疗作用和神经保护机制提供依据。     

BAT3过表达缓解由PrP106-126毒性多肽诱导的神经元凋亡

拟检测BAT3蛋白过表达对由PrP106-126毒性多肽引起的神经元凋亡现象的影响。首先通过免疫荧光、CCK8细胞活性检测试剂盒和免疫印迹检测带FITC标签的PrP106-126-FITC毒性多肽的生物学毒性。分别用PrP106-126-FITC和PrP106-126神经毒性多肽处理原代神经元和Neuro2a细胞,通过免疫荧光技术和免疫印迹方法分别检测受刺激后的原代神经元和Neuro2a细胞中BAT3表达的变化情况。通过脂质体转染方法将已经构建好的pcDNA-3.1-HA-BAT3质粒转染进入原代神经元,用CCK8检测细胞活性;以同样方式将质粒转染进入小鼠神经瘤细胞系Neuro2a,用TUNEL凋亡检测试剂盒分析经BAT3转染或对照组的N2a细胞的凋亡水平;Western blot检测PrP106-126神经毒性多肽处理前后,胞质内细胞色素C和Bcl-2的变化,进一步了解BAT3在神经元凋亡中发挥作用的机制。结果显示,PrP106-126-FITC和PrP106-126神经毒性多肽具有相似的神经毒性。受到多肽刺激之后,无论在原代神经元还是传代细胞系Neuro2a中,BAT3都发生核输出现象,BAT3从细胞核转移进入细胞质。BAT3的过表达使受到PrP106-126毒性多肽刺激的神经元的细胞活性有所提高,Neuro2a的细胞凋亡现象减轻,同时抑制了由PrP106-126毒性多肽引起的细胞色素C的过度释放并且维持细胞内抗凋亡蛋白Bcl-2的稳定。BAT3蛋白的表达缓解PrP106-126毒性多肽对神经细胞造成的凋亡现象,为进一步阐释该蛋白质对朊病毒引起的神经元损失的治疗作用机制提供了依据。     

PrP106-126诱导的N2a细胞神经毒性中神经营养因子受体p75NTR的表达变化研究

神经元死亡是朊病毒病的主要病理学特征。朊蛋白多肽PrP106-126能够对神经细胞表现神经毒性,引起细胞凋亡。细胞表面蛋白神经营养因子受体p75^NTR的胞外区域可以与PrP106-126结合并产生促凋亡作用。作者以小鼠成神经瘤细胞N2a为细胞模型,应用荧光定量RT-PCR和Western Blot技术,以及DNA Ladder和AnnexinV-FITC/PI双重染色流式细胞凋亡检测技术对p75^NTR介导的PrP106-126神经毒性分子机制进行了研究。结果发现在PrP106-126诱导的N2a细胞凋亡过程中,p75^NTR的mRNA转录水平和蛋白表达水平均显著升高,以p75^NTR多克隆抗体sc-6189阻断PrP 106-126与p75^NTR的相互作用后,减弱了PrP106-126诱导的N2a细胞凋亡效果。该研究揭示了PrP106-126诱导的N2a细胞毒性中p75^NTR受体的表达变化,为解释朊病毒病的发病机制提供了重要数据。     

多肽PrP106-126对小脑颗粒神经元凋亡相关基因表达的影响

试验旨在研究多肽PrP106-126对小脑颗粒神经元凋亡相关基因表达的影响。本研究利用多肽PrP106-126作用于小脑颗粒神经细胞,对该多肽影响小脑颗粒神经细胞凋亡基因的表达进行了检测。结果表明:bax、caspase-3和myc基因在PrP106-126多肽作用后表达显著增加,而bcl-2基因表达明显下降,进一步验证了bax、caspase-3和myc基因具有诱导凋亡作用,而bcl-2基因则具有抑制凋亡作用。     

PrP106-126毒性多肽影响小胶质细胞IL-1β、TNF-α的mRNA表达量变化的研究

体外合成的人PrP106-126毒性多肽具有PrP~(Sc)类似的特性,如富含β折叠,具有部分蛋白酶抗性,可以在脑组织内沉积形成淀粉样斑块等等.因此PrP106-126可作为替代PrP~(Sc)研究TSE发病机制的理想模型.PrP106-126对神经元的损伤作用可能主要通过两种途径:一方面它可与神经元表面的相关受体相结合通过信号转导途径直接对神经元造成损伤,另一方面它可激活小胶质细胞产生炎性介质或NO等毒性物质间接引起神经元凋亡.激活的小胶质细胞主要产生IL-1β、TNF-α两种炎性介质,这两种细胞因子的持续产生可致使神经元凋亡.本研究旨在对PrP106-126多肽作用小胶质细胞过程中,IL-1β、TNF-α的mRNA表达量随时间变化的规律,为阐明TSE发病过程中,小胶质细胞促进神经元凋亡的作用机制提供基础数据,并为一定程度上抑制小胶质细胞激活,减轻其对神经元的损伤作用奠定理论基础.     

PrP106-126对大脑皮质神经元和星形胶质细胞朊蛋白基因表达的影响

采用实时荧光定量RT-PCR的方法,对PrP106-126处理的大脑皮质神经元和星形胶质细胞模型进行了朊蛋白基因表达相对定量的研究。大脑皮质神经元经PrP106-126处理后,与SCR处理组和对照组相比,基因表达量明显下降。PrP106-126处理的星形胶质细胞与对照组和SCR处理组相比,朊蛋白基因的表达量显著升高。该试验结果为深入了解TSEs的分子致病机制和正常朊蛋白的功能提供了基础数据。     

BAT3过表达提高内源朊蛋白的表达量

为了检测BAT3蛋白与朊蛋白的相互作用,探讨BAT3蛋白在朊蛋白合成和降解以及海绵状脑病发生过程中所起的作用。构建能够在细胞中表达全长朊蛋白的真核表达载体pGEFP-N1-PRNP和表达全长BAT3蛋白的真核表达载体pcDNA3.1-HA-BAT3,应用脂质体方法分别将质粒转染进入Hela细胞,原代神经元,Neuro2a细胞。利用免疫荧光技术观察内源BAT3与全长朊蛋白的相互作用情况,利用免疫印迹技术检测BAT3过表达对内源朊蛋白表达的影响。结果在Hela细胞和原代神经元内,转染pGEFP-N1-PRNP后,自发绿色荧光蛋白的全长朊蛋白与内源BAT3发生共定位;Hela细胞和Neuro2a细胞转染pcDNA3.1-HA-BAT3后,随着外源全长BAT3表达量的增加,内源朊蛋白的表达量表现为剂量依赖性增加。表明BAT3能与朊蛋白发生相互作用,过表达BAT3能促进内源朊蛋白的表达,提示BAT3可能影响朊蛋白的合成。     

Fe~(3+)与PrP106-126共同诱导下N2a细胞的氧化应激状态

利用PrP106-126多肽的神经毒性,结合Fe3+对细胞氧化应激可能的诱导作用,建立N2a细胞的氧化应激模型,以研究氧化应激在Prion疾病过程中的作用,及其诱导神经细胞退行性损伤的机制。试验表明,通过毒性多肽PrP106-126与Fe3+共同作用,模拟神经细胞的氧化应激状态是可行的。效果较佳的攻毒浓度和攻毒时间分别是不高于50μmol/L的毒性PrP106-126多肽,不高于500μmol/L的Fe3+,最佳攻毒时间为12h。     

PrP106-126对星形胶质细胞层黏连蛋白和纤黏连蛋白表达的影响

星形胶质细胞增生是朊病毒病早期的主要病理学特征.PrP106-126 (prion protein peptide 106-126)具神经毒性,导致星形胶质细胞增生.层黏连蛋白(laminin,LN)和纤黏连蛋白(fibronectin,FN)是星形胶质细胞胞外基质的主要成分.利用PrP106-126和PrP106-126制备的小胶质条件培养基(condi-tioned medium from microglia,MiCM)分别作用于体外培养的星形胶质细胞,应用RT-PCR和Westernblot技术探讨PrP106-126对星形胶质细胞的增殖及其胞内LN、FN表达的影响.试验分为5个处理(空白对照、Scr对照、PrP106-126、MiCM、MiCMPrP106-126).结果表明,PrP106-126可促进星形胶质细胞增殖、LN和FN的表达,但促增殖和FN表达作用有赖于活化小胶质细胞细胞因子的共同参与.     

PrP106-126诱导的小鼠成神经瘤N2a细胞NF-κB激活及神经毒性研究

PrP106-126诱导的神经毒性机制仍不清楚。作者以小鼠成神经瘤细胞N2a为细胞模型,应用WesternBlot方法首次发现PrP106-126导致核转录因子NF-κB的亚单位p65蛋白转移到细胞核内,激活了NF-κB细胞信号分子。转核抑制剂NF-κB SN50预处理细胞减弱了PrP106-126诱导的NF-κB激活程度;并且DNA Ladder凋亡检测及Annexin V-FITC和PI双染流式细胞凋亡检测发现,NF-κB SN50能够抑制p65蛋白转核,在一定程度上也抑制了PrP106-126对N2a细胞的神经毒性效果。结果表明NF-κB信号分子参与了PrP106-126的神经毒性,且NF-κB信号分子的激活对N2a细胞具有促凋亡作用。PrP106-126激活N2a细胞NF-κB信号分子以及NF-κB促凋亡功能的体外研究对于阐明朊病毒病致病机理具有重要意义。