Aβ1-42寡聚体和人A53T突变型α突触核蛋白在帕金森病细胞模型中的毒性影响研究

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背景和目的:原发性帕金森病是一种常见的慢性中枢神经系统退行性疾病,多发于中老年人。帕金森病的主要病理特征是中脑黑质致密部多巴胺能神经元进行性变性缺失,纹状体多巴胺含量减少。残存神经元中可见α突触核蛋白为主要成分的异常Lewy Body包涵体。研究发现,帕金森病除伴随典型的α突触核蛋白病变,脑组织中可检测到异常的β淀粉样蛋白沉积。帕金森病患者纹状体中β淀粉样蛋白负荷姿势步态障碍严重程度成正比。帕金森病患者脑脊液中Aβ1-42寡聚体含量与患者认知成反比,Aβ1-42含量越低,发展成为帕金森病痴呆的风险越高。α突触核蛋白和Aβ1-42寡聚体在帕金森病中的共同作用机制,尚未阐明。本研究是基于慢病毒转染技术构建帕金森病体外细胞模型,给予Aβ1-42寡聚体干预处理,探讨α突触核蛋白和Aβ1-42寡聚体的细胞毒性影响和共同作用机制,为其帕金森病的发病机制提供客观依据。方法:利用慢病毒转染技术构建SHSY5Y帕金森病体外细胞模型,携带帕金森致病突变基因SNCAA53T,采用逆转录荧光定量PCR法鉴定目的基因SNCA mRNA转录水平,蛋白免疫印迹法检测目的蛋白α突触核蛋白表达水平,CCK-8法评估细胞模型的活力。分别给予实验组和对照组细胞Aβ1-42寡聚体干预处理,流式细胞学技术检测细胞的凋亡水平,细胞免疫荧光技术检测细胞内酪氨酸羟化酶的表达和α突触核蛋白的磷酸化水平,评估细胞的损伤。进一步蛋白免疫印迹法检测各组细胞的自噬蛋白表达水平和自噬上游通路蛋白的表达变化。采用重复测量数据双因素方差分析法,p<0.05认为差异有统计学意义。结果:(1)过表达人A53T突变型α突触核蛋白的帕金森病细胞模型,α突触核蛋白mRNA表达较对照组增加41倍,α突触核蛋白蛋白表达含量较对照组明显增高。细胞模型增殖活力和对照组相比,差异无统计学意义;(2)分别予对照组细胞和帕金森病模型组细胞Aβ1-42寡聚体干预处理,两组细胞凋亡水平增加,α突触核蛋白磷酸化水平显著增加(F=53.48,P<0.001),酪氨酸羟化酶表达下降(F=22.88,P<0.001)。Aβ1-42寡聚体干预后,帕金森病细胞模型组α突触核蛋白磷酸化水平较对照组显著增加,差异有统计学意义(F=9.73,P<0.05)。(3)蛋白印迹法检测各组的自噬水平,帕金森病细胞模型组LC3-II/I和Beclin-1表达较对照组减少(P<0.05),p62/SQSTM1表达轻度增加。分别予Aβ1-42寡聚体干预处理,两组细胞LC3-II/I和Beclin-1表达轻度增加,仍低于对照组,伴有Erk1/2/mTOR/4EBP-1磷酸化水平增加。结论:(1)成功构建过表达人A53T突变型α突触核蛋白的帕金森病细胞模型,且细胞生长增殖良好,提示单纯过表达A53T突变型α突触核蛋白对细胞的活性无明显影响。(2)Aβ1-42寡聚体具有显著的细胞毒性。Aβ1-42寡聚体显著抑制细胞内酪氨酸羟化酶的表达、促进细胞内α突触核蛋白的磷酸化,伴随细胞凋亡水平增加,在帕金森病细胞模型中,Aβ1-42寡聚体的毒性影响更显著。(3)人A53T型α突触核蛋白过表达的帕金森病细胞模型,细胞的自噬表达水平受抑制,予Aβ1-42寡聚体处理后,细胞的自噬水平轻度增加,但仍低于对照组。帕金森病细胞模型自噬上游Erk1/2/mTOR/4EBP-1信号通路受抑制。(4)人A53T型α突触核蛋白与Aβ1-42寡聚体共同调控自噬上游Erk1/2/mTOR/4EBP-1信号通路,可能通过抑制细胞的自噬功能,导致细胞的毒性损伤。
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