帕金森模型小鼠不同脑分区的硒蛋白转录组学研究

来源 :温州医科大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:daocaoren666666
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背景:  帕金森病是一种神经退行性疾病,在老年人群中是发病率较高,绝大多数为散发,少数为遗传。其病理机制复杂,与氧化应激等相关。帕金森动物模型主要分为毒物和基因模型,MPTP作为经典毒物,制造的模型良好模拟了人类帕金森病病理生理过程和表型。小鼠MPTP慢性帕金森模型克服了急性模型的缺陷,是最常用的帕金森模型之一。硒元素是人体基本的微量元素,主要通过硒蛋白表现出生物活性。人源硒蛋白有25种,包括7大蛋白家族或群体。不同实验表明硒元素的保存具有组织等级性(脑内富集),提示硒元素和硒蛋白在脑内可能存在重要作用。不断有新证据证明硒元素、硒蛋白与帕金森病具有一定关联:比如,在帕金森病人血浆中以及红细胞中发现了硒浓度以及Gpx的活性改变;在小鼠多巴胺能神经元内限制硒元素供应或敲除Gpx1能增加多巴胺能神经元对神经毒素的反应,而补充硒元素或过表达Gpx1能减轻神经元损伤。虽然有证据证明硒蛋白与脑退行性变有关,在帕金森病病因学研究中,与硒元素相关的神经生物学机制方面仍缺乏系统性、全面性的研究结果。因此,我展开此项研究,用双相实验,对帕金森慢性模型小鼠5个不同脑区的硒蛋白转录组学进行较为精确的研究。  目的:  研究慢性帕金森病模型小鼠5个不同脑区(皮质,黑质,小脑,脑桥,海马)24种硒蛋白转录组学。  方法:  ⑴取雄性C57BL/6J小鼠,随机分组,用药物处理造模组小鼠,用生理盐水对对照组行相同方式处理,最后一针注射后1周行不同方法处死小鼠。⑵颈椎脱臼法处死小鼠后,分离、取出5个脑区,各脑区组织经匀浆器匀浆后,用TRIzol Reagent萃取分别获得总RNA,并将其逆转录为cDNA。⑶向麻醉后的小鼠左心室注射先后生理盐水及4%福尔马林固定后取脑,4%福尔马林溶液内过夜,经乙醇脱水后用标准石蜡包埋免疫组化染色方法进行切片染色,显微镜观察、拍照记录。⑷mRNA表达水平用实时荧光定量PCR相对循环数(2-ΔΔCT)表示,用对照组相对循环数的均值校准数据,两组之间的比较使用t-检验,数据用均值±标准误(means±SE)表示,取P<0.05为有统计学意义,统计软件使用Microsoft Office Excel2007。⑸使用Heatmap Illustrator version1.0软件制作热图。  结果:  ①相比对照组,在造模组小鼠脑内:Dio家族表达水平在各脑区基本没有变化;Gpx家族,Seli,Sepp1均下降;TrxR家族,Selo,Msrb1,Sepn1有升高也有降低;Sep15在海马区和黑质区表达下降;Rdx家族在黑质表达稳定下降,但在其他脑区上升;Sephs2表达上升。②除Sepn1,Sephs2,Dio1-Dio3,Txnrd3外,其余17种硒蛋白mRNA表达水平在造模组小鼠黑质内均下降。在造模组小鼠其他脑区,硒蛋白表达有不同趋势:皮层区,Sephs2等表达水平上升,而Seli等下降;海马区,Gpx1等下降,而Msrb1和Sepw1表达上升;小脑区,Selm等上升,Gpx2,Gpx3表达下降;脑桥区,Selh等上升,而Sepn1等下降。③在5个脑区中有5种硒蛋白 mRNA表达水平最高,他们分别是Gpx4, Sepp1,Sep15,Selm以及Sepw1,次高的有Gpx1,Selt以及Selk。此外,Dio1等在脑内表达量极低,Sels等次之,Selv检测不到。④选取Gpx1和Gpx4行免疫组化染色,观察黑质区、皮层区、海马区造模前后蛋白表达量的区别。染色结果显示造模组小鼠黑质区和海马区,两者表达均下降;在皮层区则无明显变化,这与它们mRNA表达水平变化趋势相同。  结论:  研究发现,在小鼠不同脑区中,硒蛋白表达量不同,且在造模后硒蛋白转录组学有广泛的改变。相对对照组,造模组小鼠不同脑区内,同种硒蛋白表达量的变化不同;在相同脑区内,不同硒蛋白表达量的变化亦有所不同。此外,造模组小鼠3个脑区Gpx1和Gpx4蛋白表达量下降,与其mRNA表达趋势相同。以上结论提示我们,硒蛋白与帕金森的发病可能存在一定关联,可能与其病因学相关。
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