【摘 要】
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目的:帕金森氏病(Parkinson’sdisease,PD)作为第二大神经退行性疾病,现行治疗的主要策略是增加突触间隙多巴胺浓度,或直接激动多巴胺受体,改善和缓解症状。但是长期使用该类药物并不能阻止PD的进展,因此迫切需要找到减少多巴胺神经元凋亡,延缓PD病程继续发展的药物。糖原合成酶激酶3β(Glycogen synthase kinase 3β,GSK-3β)是一个潜在治疗靶点,在PD模型中
【基金项目】
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广东省自然科学基金(No.2017A030313884);
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目的:帕金森氏病(Parkinson’sdisease,PD)作为第二大神经退行性疾病,现行治疗的主要策略是增加突触间隙多巴胺浓度,或直接激动多巴胺受体,改善和缓解症状。但是长期使用该类药物并不能阻止PD的进展,因此迫切需要找到减少多巴胺神经元凋亡,延缓PD病程继续发展的药物。糖原合成酶激酶3β(Glycogen synthase kinase 3β,GSK-3β)是一个潜在治疗靶点,在PD模型中抑制其活性能够减少细胞凋亡,增加细胞活力。在此研究中我们使用Tideglusib(Tide),一个特异性GSK-3β抑制剂,探索其在1-甲基-4-苯基吡啶(1-methyl-4-phenylpyridinium iodide,MPP+)和 1-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(1-methyl-4-phenyl-1,2,3,6-tetrahydropyridine,MPTP)诱导的 PD 模型中对多巴胺能细胞的作用及其机制。方法:(1)使用MPP+诱导SH-SY5Y细胞凋亡作为PD体外模型,MTT检测细胞活力,Hoechst染色法和流式细胞术检测细胞凋亡情况。Western blot检测GSK-3β和tau蛋白磷酸化水平随时间变化和在有无Tide处理时两个蛋白磷酸化水平的变化情况。(2)使用Western blot、PCR和免疫荧光检测抑制GSK-3β之后,对神经源性基因 Notch 同源蛋白 1(Neurogenic locus notch homolog protein 1,Notch-1)、毛发分裂增强子蛋白1(Hairy and enhancer of split 1,Hes1)和细胞外信号调节激酶(Extracellular Signal-Regulated Kinases,ERK)的转录水平或蛋白表达。(3)使用DAPT抑制γ分泌酶,抑制Notch的剪切,进而抑制Notch-1通路的激活。MTT检测抑制该通路后对于MPP+诱导的SH-SY5Y细胞活力的影响。使用Western blot检测凋亡相关蛋白半胱氨酸肽酶3(apoptosis-related cysteine peptidase,caspase3)剪切体的表达。使用钙黄绿素-碘化丙啶(Calcein/PI)染色观察模型条件下细胞死亡率。(4)siRNA敲低Hes1蛋白表达后使用MTT检测细胞活力,Western blot检测凋亡蛋白caspase 3剪切体的表达,Hoechst/PI检测细胞死亡率进一步探索Notch-1通路在MPP+诱导的PD细胞模型上的作用。(5)过表达Hes1后,使用MTT检测细胞活性、Western blot检测凋亡蛋白探索Notch-1/Hes1通路在Tide药效发挥中的作用。(6)使用ERK蛋白抑制剂SCH772984阻断ERK的磷酸化,Western blot检测ERK的磷酸化变化,MTT检测细胞活力,探索ERK蛋白的激活在Tide药效发挥过程中的作用。(7)在腹腔注射MPTP诱导的PD小鼠模型中,使用免疫荧光、行为学实验检测Tide对于PD小鼠形态学、行为学的作用,Western blot检测凋亡蛋白及验证机制相关蛋白。结果:(1)Tide能对抗MPP+诱导的体外PD细胞模型的毒性作用,增加SH-SY5Y细胞活力,减少MPP+引起的细胞凋亡;抑制GSK-3β的活性,减少磷酸化tau蛋白的产生。(2)Tide减少Notch-1的入核,减少Hes1的转录和蛋白的表达,同时增加ERK的磷酸化水平。(3)使用DAPT和siRNA敲低Hes1的表达以抑制Notch-1通路的激活,结果显示抑制Notch-1通路减少MPP+诱导的PD细胞模型的凋亡。(4)过表达Hes1阻断Tide对MPP+作用下SH-SY5Y细胞的保护作用,增加Tide降低的caspase 3剪切体的表达而减少抗凋亡蛋白Bc12的表达;而ERK抑制剂并不影响Tide药效的发挥。(5)Tide降低PD模型小鼠黑质纹状体中NICD/Hes1的蛋白表达水平。(6)Tide减少PD模型小鼠中凋亡蛋白Bax的表达,增加抗凋亡蛋白Bcl2的表达;增加黑质纹状体中TH的表达,改善MPTP引起的的运动障碍。结论:Tide通过抑制GSK-3β/Notch-1/Hes1通路的激活,减少MPP+/MPTP诱导的PD模型中细胞凋亡。
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