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传染性海绵状脑病(TSEs)又称朊病毒疾病,是一组致死性神经退行性疾病,引起的脑部病理性损伤主要包括:脑组织空泡变性、神经突触损伤、神经纤维退行性病变、神经元死亡等。至今尚无有效的临床治疗方案。抑制元件沉默性转录因子/神经元限制性沉默因子(REST/NRSF),作为重要的转录调节因子,在神经生长发育、分化和保持神经特异性等方面具有核心调控作用。最新报道指出正常衰老的脑组织需要高表达的胞核REST作为神经保护因子来抵抗神经系统退行性病变。而REST与朊病毒疾病的关系尚无报道。本研究用PrP106-126神经毒性多肽刺激原代神经元,构建朊病毒体外疾病模型;利用263K毒株感染金黄地鼠,构建体内朊病毒动物模型。利用REST过表达/干扰体系;检测REST在朊病毒疾病中的表达和定位、上下游相关信号通路、可能的激活因子;试图了解REST与朊病的相关性;阐述REST在朊病中的潜在功能和作用机制。研究内容如下:(1)对朊病毒疾病体外/体内模型的免疫荧光和免疫印迹检测表明:朊病毒抑制神经元/脑组织中REST的表达,最终显著降低胞核REST含量,从而抑制其胞核功能。(2)通过免疫荧光、免疫印迹、透射电镜、流式细胞检测等方法分析表明REST在朊病毒体外模型中发挥神经保护作用。过表达REST有效缓解PrP106-126诱导的神经突触和神经纤维损伤、神经元细胞器超微结构改变、细胞内氧化应激水平升高、细胞活力降低和神经元死亡等损伤。干扰REST加剧神经元上述病理性损伤。(3)进一步阐述REST的神经保护机制:在朊病毒体外模型中,过表达REST提高神经突触后标志性蛋白PSD-95表达,稳定线粒体膜电位,减少胞浆内ROS释放,促进抗氧化应激蛋白FOXO1表达,恢复保护性蛋白(CERB、Bcl-2)水平和抑制促凋亡蛋白(Cyc、Caspase3)活性,补救Wnt/β-catenin下游标志性正相关蛋白β-catenin的活化、抑制负相关蛋白GSK3β激活,促进Akt-mTOR信号通路活化。(4)在原代神经元内,经典LRP6-Wnt/β-catenin信号通路特异性调控REST的表达:REST与β-catenin共定位且正相关;过表达上游的LRP6提高REST的水平,促进PSD-95表达并缓解神经纤维退行性变化;并且LRP6与REST协同发挥神经纤维保护功能。(5)利用相关信号通路激活剂/抑制剂孵育原代神经元,实验结果表明:经典Wnt信号激活剂锂元素特异性调控REST的表达,促性REST核转移和发挥核功能,有效缓解PrP106-126诱导的神经元病理性损伤。另一方面,在REST干扰的神经元内过表达REST的补救实验表明:REST与锂元素在朊病毒体外模型中相互协作,发挥叠加的神经保护作用。干扰REST显著削弱锂元素对神经突触和抗凋亡蛋白的保护功能。综上所述:REST在朊病毒疾病中通过多种途径发挥重要的神经保护功能,然而朊病抑制REST总蛋白含量及关键的胞核内表达。LRP6-Wnt/β-catenin信号通路特异性调控REST的表达。可通过LRP6过表达或激活剂锂元素两种途径,特异性提高REST水平及核转移,以便REST发挥核内保护功能,从而协同抵抗朊病毒疾病。本研究以丰富的实验数据阐述REST在朊病毒疾病模型中的神经保护作用及上下游调控机制,为朊病毒疾病的治疗提供新的理论依据和潜在作用靶点,为相关药物筛选扩充新的思路。