scAAV9-IGF-1转导至G93A-SOD1小鼠神经元及其作用机制

scAAV9-IGF-1 transduction of G93A-SOD1 transgenic mouse neurons and its mechanism

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摘要目的探索自我互补腺相关病毒载体介导的人胰岛素样生长因子-1(scAAV9-IGF-1)转导至G93A-SOD1转基因小鼠神经元及其对线粒体的作用.方法采用肌萎缩侧索硬化(ALS)的转基因G93A-SOD1及野生型(wild type-SOD1,WT-SOD1)小鼠为动物模型,在60 d龄时,同窝阳性G93A-SOD1转基因雌性小鼠采用随机的方法分配到治疗组肌肉注射scAAV9-IGF-1,载体对照组肌肉注射AAV9-GFP,及同年龄WT-SOD1作为阴性对照.在肌肉注射后约40～50 d时,通过免疫组化染色观察IGF-1在腰髓神经元中的表达,利用免疫荧光染色观测腰髓组织绿色荧光蛋白(GFP)的表达特点;用透射电镜观察腰髓前角运动神经元中线粒体的形态学变化;提取小鼠脊髓细胞进行流式细胞学分析线粒体膜电位变化;腓肠肌进行免疫组化染色观察线粒体变化.结果免疫荧光染色观测腰髓组织GFP的表达主要在神经元,免疫组化染色观察IGF-1表达于腰髓神经元中.透射电镜观察GFP组线粒体存在嵴消失、空泡化、胞浆水肿、核染色质疏松,而IGF-1组线粒体形态与WT组相似,为长椭圆形,未见嵴消失、空泡化等现象.流式细胞学分析IGF-1组降低了线粒体膜电位的除极.在GFP对照组中腓肠肌的苏木精-伊红染色中观察到严重萎缩的肌纤维,而在IGF-1处理的小鼠中肌肉萎缩减少.Gomori染色显示IGF-1处理后,肌肉细胞的线粒体染色增多,同WT组相当.结论 scAAV9-IGF-1可以保护G93A-SOD1转基因小鼠模型中的线粒体,其通过减少线粒体膜电位除极,改善线粒体形态,减少腓肠肌肌肉萎缩,从而产生保护线粒体的作用.