阿尔茨海默病5xFAD转基因小鼠眼部病变研究

来源 :中国人民解放军医学院 | 被引量 : 1次 | 上传用户:hbbzy
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目的1.研究淀粉样前体蛋白在5xFAD转基因小鼠眼球不同结构的蛋白分布。比较淀粉样前体蛋白、磷酸化淀粉样前体蛋白、β蛋白裂解酶、γ蛋白裂解酶在不同年龄组5xFAD转基因小鼠和B6SJL非转基因小鼠眼球不同结构中蛋白含量的变化。观察视紫红质在年龄、基因等不同因素作用下在5xFAD转基因小鼠和B6SJL非转基因小鼠视网膜的变化。2.探索淀粉样前体蛋白、磷酸化淀粉样前体蛋白、β淀粉裂解酶、γ淀粉裂解酶和视紫红质在5xFAD转基因小鼠视网膜组织细胞亚结构的分布。3.研究总tau蛋白和磷酸化tau蛋白在5xFAD转基因小鼠眼球不同结构的蛋白分布。检测不同位点磷酸化tau蛋白在5xFAD转基因小鼠和B6SJL非转基因小鼠眼球的表达。比较总tau蛋白和磷酸化tau蛋白在不同年龄组5xFAD转基因小鼠和B6SJL非转基因小鼠眼球蛋白表达的改变。4.检测GSK3β和P-GSK3β含量在不同年龄组5xFAD转基因小鼠和B6SJL非转基因小鼠眼球蛋白表达的改变,探讨GSK3β通路是否参与磷酸化tau蛋白在5xFAD转基因小鼠眼部病变的过程。方法1.选取2月龄5xFAD转基因小鼠,用Western Blot观察淀粉样前体蛋白在角膜、晶状体、视网膜、视神经和大脑组织中的表达。再选取不同年龄组5xFAD转基因小鼠(2月和9月龄)和B6SJL非转基因小鼠(1周、1月、2月和9月龄),WesternBlot观察淀粉样前体蛋白、磷酸化淀粉样前体蛋白、β蛋白裂解酶、γ蛋白裂解酶和视紫红质在小鼠视网膜、视神经和大脑组织蛋白表达的改变。2.选取9月龄5xFAD转基因小鼠,用组织亚细胞结构分层技术探测淀粉样前体蛋白、磷酸化淀粉样前体蛋白、β蛋白裂解酶、γ蛋白裂解酶和视紫红质在不同亚细胞结构如内质网、高尔基体和早期内涵体的分布。3.选取2月龄5xFAD转基因小鼠,用Western Blot观察总tau蛋白和磷酸化tau蛋白在角膜、晶状体、视网膜、视神经和大脑组织中的表达。再选取不同年龄组5xFAD转基因小鼠(2月和9月龄)和(B6SJL非转基因小鼠1周、1月、2月和9月龄),蛋白纯化并降磷酸化处理后,Western Blot观察不同位点磷酸化tau蛋白在小鼠视网膜和大脑表达的异同,以及总tau蛋白和磷酸化tau蛋白在小鼠视网膜、视神经和大脑组织上蛋白表达的改变。4.选取不同年龄组(2月和9月龄)5xFAD转基因小鼠和B6SJL非转基因小鼠,Western Blot观察GSK3β,P-GSK3β与磷酸化tau蛋白在视网膜和大脑组织上蛋白表达变化的关系。结果1.淀粉样前体蛋白在5xFAD转基因小鼠的角膜、晶状体、视网膜、视神经上均有分布,但表达形式不同,其中表达于视网膜和视神经上的蛋白形态最接近于大脑。发育期(1周龄至1月龄),淀粉样前体蛋白含量在B6SJL非转基因小鼠视网膜上逐渐增加,且蛋白形式趋于成熟。成年期(2月龄至9月龄),淀粉样前体蛋白含量在B6SJL非转基因小鼠和5xFAD转基因小鼠视网膜上均显著升高(p=0.02, p<0.01)。2月龄时,5xFAD转基因小鼠视网膜淀粉样前体蛋白含量与B6SJL非转基因小鼠无明显差异,但9月龄时,5xFAD转基因小鼠视网膜淀粉样前体蛋白含量显著高于B6SJL非转基因小鼠(p<0.01)。淀粉样前体蛋白含量在B6SJL非转基因小鼠和2月龄5xFAD转基因小鼠视神经上均较低,在9月龄5xFAD转基因小鼠显著升高(p<0.01)。视网膜淀粉样前体蛋白含量变化与大脑表现一致。2.发育期(1周龄至1月龄),磷酸化淀粉样前体蛋白含量在B6SJL非转基因小鼠视网膜上较低。成年期(2月龄至9月龄),磷酸化淀粉样前体蛋白含量在B6SJL非转基因小鼠和5xFAD转基因小鼠视网膜上均显著升高(p=0.03, p<0.01)。且2月龄和9月龄时,5xFAD转基因小鼠视网膜磷酸化淀粉样前体蛋白含量均显著高于B6SJL非转基因小鼠(p<0.01, p<0.01)。磷酸化淀粉样前体蛋白含量在B6SJL非转基因小鼠和2月龄5xFAD转基因小鼠视神经上均较低,在9月龄5xFAD转基因小鼠显著升高(p<0.01)。视网膜磷酸化淀粉样前体蛋白含量变化与大脑表现一致。3.发育期(1周龄至1月龄),视紫红质含量在B6SJL非转基因小鼠视网膜显著增加。成年期(2月龄至9月龄),视紫红质含量在B6SJL非转基因小鼠视网膜有所下降,但在5xFAD转基因小鼠视网膜下降显著(p=0.01)。2月龄时,5xFAD转基因小鼠视网膜视紫红质含量与B6SJL非转基因小鼠无明显差异,但9月龄时,5xFAD转基因小鼠视网膜视紫红质含量显著低于B6SJL非转基因小鼠(p=0.01)。4.发育期(1周龄至1月龄),β蛋白裂解酶和γ淀粉裂解酶含量在B6SJL非转基因小鼠视网膜上显著降低。成年期(2月龄至9月龄),β蛋白裂解酶和γ淀粉裂解酶含量在B6SJL非转基因小鼠和5xFAD转基因小鼠视网膜上均显著升高(p<0.01,p=0.01)。且2月龄和9月龄时,5xFAD转基因小鼠视网膜β蛋白裂解酶和γ淀粉裂解酶含量均显著高于B6SJL非转基因小鼠(p<0.01, p<0.01)。视网膜β蛋白裂解酶和γ淀粉裂解酶含量变化与大脑表现一致。5.9月龄5xFAD转基因小鼠视网膜组织亚细胞结构定位显示淀粉样前体蛋白位于内质网、高尔基体和早期内涵体,磷酸化淀粉样蛋白位于高尔基体,β蛋白裂解酶位于内质网和早期内涵体,γ蛋白裂解酶位于内质网和高尔基体,而视紫红质位于内质网。6.总tau蛋白和磷酸化tau蛋白仅在5xFAD转基因小鼠的视网膜和视神经上有分布,与大脑表现一致。在5xFAD转基因小鼠和B6SJL非转基因小鼠视网膜上主要表现为tau蛋白Ser396磷酸化位点(PHF-1),与大脑表现一致。Ser202位点仅表现在9月龄5xFAD转基因小鼠视网膜且不确定,而Ser199/Thr205磷酸化位点在视网膜上则未检测到阳性表现。7.发育期(1周龄至1月龄),总tau蛋白含量在B6SJL非转基因小鼠视网膜上显著增加。成年期(2月龄至9月龄),总tau蛋白含量在B6SJL非转基因小鼠和5xFAD转基因小鼠视网膜上均显著升高(p<0.01, p<0.01)。2月龄和9月龄时,5xFAD转基因小鼠视网膜总tau蛋白含量均显著高于B6SJL非转基因小鼠(p<0.01, p<0.01)。总tau蛋白含量在B6SJL非转基因小鼠和2月龄5xFAD转基因小鼠视神经上均较低,在9月龄5xFAD转基因小鼠显著升高。视网膜总tau蛋白含量变化与大脑表现一致。8.发育期(1周龄至1月龄),PHF-1含量和PHF-1与总tau蛋白含量的比值在B6SJL非转基因小鼠视网膜上显著较低。成年期(2月龄至9月龄),PHF-1含量和PHF-1与总tau蛋白含量的比值在B6SJL非转基因小鼠视网膜上呈增高趋势,在转基因5xFAD小鼠视网膜上呈显著增高(p<0.01, p<0.01)。且2月龄时,5xFAD转基因小鼠视网膜PHF-1含量和PHF-1与总tau蛋白含量的比值与B6SJL非转基因小鼠无差异,但9月龄时,5xFAD转基因小鼠视网膜PHF-1含量和PHF-1与总tau蛋白含量的比值均显著高于B6SJL非转基因小鼠(p<0.01, p<0.01)。视网膜PHF-1含量变化与大脑表现一致。9.成年期(2月龄至9月龄),GSK3β含量在9月龄5xFAD转基因小鼠视网膜较同龄B6SJL非转基因小鼠和2月龄5xFAD转基因小鼠显著升高(p=0.02),而P-GSK3β含量在9月龄5xFAD转基因小鼠视网膜较同龄B6SJL非转基因小鼠和2月龄5xFAD转基因小鼠出现相应的显著降低(p=0.01)。视网膜GSK3β和P-GSK3β含量变化与大脑表现一致。结论1.在发育和衰老过程中,5xFAD转基因小鼠和B6SJL非转基因小鼠视网膜和视神经上淀粉样前体蛋白、磷酸化淀粉样前体蛋白、β蛋白裂解酶、γ淀粉裂解酶、总tau蛋白和磷酸化tau蛋白PHF-1蛋白量的表达变化与大脑组织中的蛋白含量变化具有一致性。2.淀粉样前体蛋白、磷酸化淀粉样前体蛋白、β蛋白裂解酶和γ淀粉裂解酶蛋白水平在9月龄5xFAD转基因小鼠视网膜和大脑组织中较同龄B6SJL非转基因小鼠和2月龄5xFAD转基因小鼠均有显著升高,而视紫红质蛋白水平则显著降低。3.淀粉样前体蛋白、磷酸化淀粉样前体蛋白、β蛋白裂解酶、γ淀粉裂解酶和视紫红质在5xFAD转基因小鼠视网膜组织亚细胞结构中主要分布于内质网、高尔基体和早期内涵体中,与大脑组织亚细胞结构中的分布具有一致性。4.总tau蛋白量、PHF-1蛋白量、PHF-1与总tau蛋白比值在9月龄5xFAD转基因小鼠视网膜和大脑组织中较同龄B6SJL非转基因小鼠和2月龄5xFAD小鼠均有显著升高;5.5xFAD转基因小鼠视网膜上磷酸化tau蛋白的位点主要位于Ser396。6. GSK3β信号通路有可能参与导致磷酸化tau蛋白PHF-1在老龄5xFAD转基因小鼠视网膜的蓄积。
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