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研究目的:随着社会老龄化,神经退行性疾病(ND)发病率日益增高,对人类生活质量的影响乃至生存的威胁也日趋明显,已成为研究热点。老年性痴呆(Alzheimer’s disease, AD)与Creutzfelt-Jakob病(CJD)同属于ND中的蛋白构象病,其发病是由于蛋白质异常折叠导致构象变化,正常可溶的蛋白质转化成不可溶的蛋白质聚合体,前者为β淀粉样蛋白(β-Amyloid, Aβ)沉积,后者为蛋白酶K抵抗的朊蛋白(Prion Protein, PrPSC)沉积。PrPSC由细胞型朊蛋白(cellular prion protein, PrPc)转变而来,PrPc由朊蛋白基因(PRNP)编码。国外研究表明PRNP多态性可能不仅对于CJD发病而且对于AD也有重要意义,但结论各异;而对于PRNP基因编码的PrPc的正常功能及其在AD中所起的作用,目前尚未完全清楚。基于AD与CJD在临床、神经病理方面的相似性及其对发病机制研究的潜在意义,本研究探讨AD与CJD分子致病机制的关系以及PrPc是否在AD和增龄过程中具有神经保护作用,以便更好地理解AD和脑老化中神经元死亡的过程,为AD等ND的防治提供新的思路和理论依据。研究方法:1.基因多态性研究:采用病例-对照研究,以PCR-RFLP方法检测182例驻京部队干休所汉族老年人群中PRNP129密码子基因多态性。其中健康老年人92例,晚发AD(LOAD)60例,VD 30例。以ApoEε4等位基因分层分析PRNP129密码子多态性与LOAD的关联。2.神经病理学研究:选取诊断明确的AD脑14例,高龄、老年和中年正常对照脑各14、13、5例。HE染色观察额颞叶、海马基本形态;Aβ、过磷酸化Tau、Gallyas-Braak染色确认诊断;采用免疫组织化学染色,以阳性表达程度和积分光密度(IOD)值观察PrPc、氧化应激指标HO-1、凋亡指标Bax在AD和增龄脑中的表达;采用免疫组化-荧光双重染色及荧光双重染色方法,观察PrPc与Aβ、过磷酸化Tau、HO-1、Bax的共同表达,观察HO-1-Tau、HO-1-CFAP、HO-1-Bax、Bax-Tau共同表达。结果:1.驻京部队干休所汉族老年人群中PRNP129密码子MM基因型频率为93.96%,MV基因型频率为6.04%,未发现VV纯合子。其中LOAD病例PRNP129密码子MM基因型频率为95.0%,MV基因型频率为5.0%。2.ApoEε4等位基因分层前,MM基因型发生LOAD的风险性增高但差异无统计学显著意义(OR=1.33,95%CI=0.32~5.49)。以ApoEε4分层后,ε4阳性组MM基因型发生LOAD的风险略增高(OR=4.75,95%CI=0.35~65.13),无统计学显著差异(P>0.05);ε4阴性组MM基因型发生LOAD的风险略增高(OR=2.26,95%CI=0.27~18.96),无统计学显著差异(P>0.05)。3.Logistic回归分析发现ApoEε4、性别、年龄是LOAD的危险因素,而PRNP129密码子MM型不是LOAD的独立危险因素(OR=3.27,95%CI=0.402~26.605)。4.PrPc主要在老年、高龄及AD组额叶和海马神经元中表达,在老年斑中不表达。5.中年、老年、高龄及AD各组间PrPc、HO-1、Bax阳性程度均有显著差异(P<0.05)。老年、高龄、AD组海马PrPc与HO-1、PrPc与Bax染色阳性程度有显著相关性(P<0.05)。AD组额叶和海马PrPc、HO-1、Bax IOD值高于对照组(P<0.05)。老年、高龄及AD各组内额叶PrPc、HO-1、Bax三种染色间IOD值比较无显著差异(P>0.05)。老年组海马三种染色IOD值间无显著差异(P>0.05)。高龄组海马HO-1值较PrPc显著增高(P<0.05),PrPc与Bax无显著差异(P>0.05)。AD组海马PrPc与HO-1、Bax之间无显著差异(P>0.05)。6.PrPc与Tau在AD海马神经元中共同表达。PrPc与HO-1、PrPc与Bax在AD、高龄组额叶与海马神经元内共同表达。7.HO-1与Tau共同表达,星型胶质细胞表达HO-1。Bax与HO-1、Tau无共同表达,小胶质细胞表达Bax。结论:1、驻京部队干休所汉族老年人群PRNP129密码子多态性与欧洲人群比较,M等位基因频率显著增高,V等位基因频率显著降低,无VV纯合子。综合文献认为东亚人群与欧洲人群PRNP129密码子多态性分布不同。2、PRNP129密码子MM基因型携带者发生LOAD的风险无显著增高,MM基因型不是LOAD的独立危险因素。3、PrPc在增龄和AD脑神经元中表达,在老年斑中基本不表达。4、PrPc、HO-1、Bax在增龄及AD脑中表达上调并有随脑老化过程上升趋势,在AD中最显著。5、PrPc与过磷酸化Tau、HO-1、Bax共同表达,可能通过抗NFT、抗氧化应激、抗凋亡在AD和脑老化进程中起神经保护作用。本研究创新点:1.在国内首次以ApoEε4等位基因分层,观察PRNP129密码子多态性与AD的关联性,发现驻京部队干休所汉族老年人群PRNP129密码子MM基因型发生LOAD的风险无显著增高,MM基因型不是LOAD的独立危险因素,丰富了AD的遗传背景。2.在国内首次应用人脑标本研究PrPc在AD和增龄脑中的表达、分布及神经保护作用。3.发现PrPc、HO-1、Bax在增龄和AD脑中表达上调并有随脑老化改变上升趋势。4.用双重染色方法分析PrPc与Aβ、过磷酸化Tau、HO-1、Bax的共同表达、相互关系问题。发现PrPc不在老年斑中表达,但与过磷酸化Tau、HO-1、Bax共同表达,可能在NFT形成、氧化应激、凋亡中起一定的保护作用。5.在国内首次以HO-1和GFAP双染,证实HO-1在星型胶质细胞表达,发现Bax在人脑小胶质细胞中表达。