Aβ對c-Fos和SUMO-1在海馬表達的影響.pdf

1、阿爾茨海默病(Alzheimer disease,AD)是以智能衰退為主要表現(xiàn)的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。AD的主要病理特征為腦內分布有由大量的β-淀粉樣蛋白(β-amyloid,Aβ)沉積形成的老年斑(senile plaque,SP)、神經(jīng)元內高度磷酸化tau蛋白聚集形成的神經(jīng)原纖維纏結(neurofibrillary tangle)、神經(jīng)元營養(yǎng)障礙、神經(jīng)元的大量丟失、突觸的損害和丟失。目前AD的病因尚不清楚,但Aβ神經(jīng)毒性被認為是各種因

2、素引起AD的共同通路。本實驗分別在AD轉基因鼠和在腦內注入AD的SD大鼠動物模型上探討Aβ對c-Fos和小泛素相關修飾物(small ubiquitin-related modifer,sumo-1)在海馬內表達的影響。主要研究結果如下:
　　第一部分:Aβ誘導c-Fos的表達
　　1.免疫組織化學檢測顯示12月齡APPswe/PS1△E9AD轉基因鼠腦內有大量的β-淀粉樣蛋白沉積形成的斑塊。同12月齡野生型小鼠相比,Fos

3、蛋白表達顯著增加,Fos免疫陽性染色主要分布在海馬CA1-4區(qū)的錐體細胞層、齒狀回、丘腦、下丘腦等部位的神經(jīng)元胞核內。
　　2.SD大鼠背海馬內注入不同劑量的Aβ1-40,免疫組化檢測顯示:在3小時2nmol組Fos蛋白被誘導表達最多,Fos陽性的神經(jīng)元主要分布在海馬CA3/4區(qū)的錐體細胞層、齒狀回門區(qū)內和顆粒細胞層,以CA3/4區(qū)和門區(qū)內最為明顯。0.02nmol和0.2nmol組在海馬齒狀回門區(qū)內以及顆粒細胞下層可見散在的Fo

4、s陽性細胞核染色。2nmol組Aβ1-40注射6小時后的Fos蛋白表達同生理鹽水對照組無明顯差異。
　　3.SD大鼠海馬內分別注射2nmol的Aβ1-28和Aβ25-35后3小時,免疫組織化學結果顯示海馬齒狀回的顆粒細胞層下部及其門區(qū)內,以及CA3區(qū)的錐體細胞層可見Fos表達增加,但不如注入2nmol Aβ1-40組明顯。Aβ25-35誘導Fos表達的效應較Aβ1-28強。
　　4.SD大鼠側腦室內分別注射0.02、0.2、

5、2nmol Aβ1-40后3小時,也可見在齒狀回門區(qū)內和顆粒細胞層下部以及CA3區(qū)Fos陽性染色。注射海人藻酸(Kainic Acid,KA)3小時誘導的Fos高表達,主要分布于CA區(qū)錐體細胞層和齒狀回顆粒細胞層的神經(jīng)元,其中CA3區(qū)表達相對較弱,6小時后Fos表達減弱。而同時注射Aβ或用γ-分泌酶抑制劑阻止Aβ形成,可影響KA誘導的Fos在海馬表達的分布模式。
　　5.SD大鼠海馬內注入2nmol的Aβ1-40后觀察到海馬內神肽

6、Y(neuropeptide Y,NPY)的分布減少。免疫熒光雙標Fos與NPY的結果顯示:Fos與NPY的有部分共存,但Aβ1-40作用后Fos染色增加,NPY染色減弱,Fos與NPY的共存細胞減少。
　　第二部分:AB對腦內SUMO-1表達和分布的影響
　　1.免疫組織化學和Western-blot檢測顯示:12月齡APPswe/PS1△E9 AD轉基因鼠腦內SUMO-1表達較同月齡的野生型小鼠增加;轉基因鼠海馬SUMO

7、-1陽性染色的部位主要為神經(jīng)纖維分布的部位,包括苔狀纖維,齒狀回的顆粒細胞層外的分子層,而顆粒細胞層和錐體細胞層的胞體部位染色淺;皮層沉積老年斑內也可見SUMO-1的免疫陽性染色。12月齡野生型鼠SUMO-1在錐體細胞層淡染,顆粒細胞層較周圍分布有神經(jīng)纖維的部分染色更淺。
　　2.SD大鼠海馬內注射Aβ,在不同的時間點應用ABC法檢測SUMO-1表達和分布。結果顯示:注入單體可溶性Aβ1-40后,SUMO-1在海馬CA區(qū)錐體細胞層

8、的表達隨著時間的延長逐漸增加,在7天時表達最多;在注射纖維狀Aβ1-40后注射部位附近的CA1區(qū)神經(jīng)元有SUMO-1陽性染色,在7天時可以觀察到在注射部位周圍類似瘢痕組織的結構附近有較多的SUMO-1陽性纖維。同時也觀察到在注射后的不同時間點皮層內有散在的團塊狀SUMO-1陽性染色。
　　3.昆明鼠的冷水應激后觀察到Aβ免疫熒光染色增強。免疫組化和Western-blot技術檢測顯示,在應激12小時后腦內SUMO-1表達顯著增加。

9、正常動物SUMO-1主要分布在海馬錐體細胞和齒狀回內顆粒細胞的胞體,但染色較淡;在應激后海馬腦片SUMO-1染色顯著加深,免疫陽性物質主要分布在海馬齒狀回分子層、苔狀纖維以及CA區(qū)放射層的區(qū)域。
　　綜上所述,AD轉基因動物海馬內有c-fos和SUMO-1表達增加;不同濃度和肽段的Aβ短時間內可以誘導海馬Fos表達增加并顯示不同的分布模式,Aβ還可誘導NPY表達減少:Aβ可長時程誘導SUMO-1表達的改變。應激后腦內的有Ap生成增