Aβ對(duì)c-Fos和SUMO-1在海馬表達(dá)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(nèi)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(nèi)高度磷酸化tau蛋白聚集形成的神經(jīng)原纖維纏結(jié)(neurofibrillary tangle)、神經(jīng)元營(yíng)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(rèn)為是各種因

2、素引起AD的共同通路。本實(shí)驗(yàn)分別在AD轉(zhuǎn)基因鼠和在腦內(nèi)注入AD的SD大鼠動(dòng)物模型上探討Aβ對(duì)c-Fos和小泛素相關(guān)修飾物(small ubiquitin-related modifer,sumo-1)在海馬內(nèi)表達(dá)的影響。主要研究結(jié)果如下:
　　第一部分:Aβ誘導(dǎo)c-Fos的表達(dá)
　　1.免疫組織化學(xué)檢測(cè)顯示12月齡APPswe/PS1△E9AD轉(zhuǎn)基因鼠腦內(nèi)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(dá)顯著增加,Fos免疫陽(yáng)性染色主要分布在海馬CA1-4區(qū)的錐體細(xì)胞層、齒狀回、丘腦、下丘腦等部位的神經(jīng)元胞核內(nèi)。
　　2.SD大鼠背海馬內(nèi)注入不同劑量的Aβ1-40,免疫組化檢測(cè)顯示:在3小時(shí)2nmol組Fos蛋白被誘導(dǎo)表達(dá)最多,Fos陽(yáng)性的神經(jīng)元主要分布在海馬CA3/4區(qū)的錐體細(xì)胞層、齒狀回門區(qū)內(nèi)和顆粒細(xì)胞層,以CA3/4區(qū)和門區(qū)內(nèi)最為明顯。0.02nmol和0.2nmol組在海馬齒狀回門區(qū)內(nèi)以及顆粒細(xì)胞下層可見散在的Fo

4、s陽(yáng)性細(xì)胞核染色。2nmol組Aβ1-40注射6小時(shí)后的Fos蛋白表達(dá)同生理鹽水對(duì)照組無明顯差異。
　　3.SD大鼠海馬內(nèi)分別注射2nmol的Aβ1-28和Aβ25-35后3小時(shí),免疫組織化學(xué)結(jié)果顯示海馬齒狀回的顆粒細(xì)胞層下部及其門區(qū)內(nèi),以及CA3區(qū)的錐體細(xì)胞層可見Fos表達(dá)增加,但不如注入2nmol Aβ1-40組明顯。Aβ25-35誘導(dǎo)Fos表達(dá)的效應(yīng)較Aβ1-28強(qiáng)。
　　4.SD大鼠側(cè)腦室內(nèi)分別注射0.02、0.2、

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

6、Y(neuropeptide Y,NPY)的分布減少。免疫熒光雙標(biāo)Fos與NPY的結(jié)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(xì)胞減少。
　　第二部分:AB對(duì)腦內(nèi)SUMO-1表達(dá)和分布的影響
　　1.免疫組織化學(xué)和Western-blot檢測(cè)顯示:12月齡APPswe/PS1△E9 AD轉(zhuǎn)基因鼠腦內(nèi)SUMO-1表達(dá)較同月齡的野生型小鼠增加;轉(zhuǎn)基因鼠海馬SUMO

7、-1陽(yáng)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(xì)胞層外的分子層,而顆粒細(xì)胞層和錐體細(xì)胞層的胞體部位染色淺;皮層沉積老年斑內(nèi)也可見SUMO-1的免疫陽(yáng)性染色。12月齡野生型鼠SUMO-1在錐體細(xì)胞層淡染,顆粒細(xì)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(nèi)注射Aβ,在不同的時(shí)間點(diǎn)應(yīng)用ABC法檢測(cè)SUMO-1表達(dá)和分布。結(jié)果顯示:注入單體可溶性Aβ1-40后,SUMO-1在海馬CA區(qū)錐體細(xì)胞層

8、的表達(dá)隨著時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增加,在7天時(shí)表達(dá)最多;在注射纖維狀A(yù)β1-40后注射部位附近的CA1區(qū)神經(jīng)元有SUMO-1陽(yáng)性染色,在7天時(shí)可以觀察到在注射部位周圍類似瘢痕組織的結(jié)構(gòu)附近有較多的SUMO-1陽(yáng)性纖維。同時(shí)也觀察到在注射后的不同時(shí)間點(diǎn)皮層內(nèi)有散在的團(tuán)塊狀SUMO-1陽(yáng)性染色。
　　3.昆明鼠的冷水應(yīng)激后觀察到Aβ免疫熒光染色增強(qiáng)。免疫組化和Western-blot技術(shù)檢測(cè)顯示,在應(yīng)激12小時(shí)后腦內(nèi)SUMO-1表達(dá)顯著增加。

9、正常動(dòng)物SUMO-1主要分布在海馬錐體細(xì)胞和齒狀回內(nèi)顆粒細(xì)胞的胞體,但染色較淡;在應(yīng)激后海馬腦片SUMO-1染色顯著加深,免疫陽(yáng)性物質(zhì)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(zhuǎn)基因動(dòng)物海馬內(nèi)有c-fos和SUMO-1表達(dá)增加;不同濃度和肽段的Aβ短時(shí)間內(nèi)可以誘導(dǎo)海馬Fos表達(dá)增加并顯示不同的分布模式,Aβ還可誘導(dǎo)NPY表達(dá)減少:Aβ可長(zhǎng)時(shí)程誘導(dǎo)SUMO-1表達(dá)的改變。應(yīng)激后腦內(nèi)的有Ap生成增