摘要目的:帕金森病(Parkinson''sdisease,PD)是常见的中枢神经系统退行性疾病,神经炎症、神经兴奋性毒性、基因突变和错误的蛋白折叠等多种因素可以引起PD。黑质多巴胺能神经元的减少是其典型的病理特征,然而,多巴胺能神经元数量减少的确切机制尚不清楚。<br> 越来越多的研究表明,氧化应激是引发PD的主要因素,因此,抗氧化是治疗PD的重要方法之一。硫氧还蛋白系统是由硫氧还蛋白(thioredoxin,Trx)、硫氧还蛋白还原酶(thioredoxinreductase,TR)和还原型烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(nicotinamideadeninedinucleotidephosphate,NADPH)组成,是体内一种重要的抗氧化系统,硫氧还蛋白还原酶1(TR1)是硫氧还蛋白系统的主要成员。因此,本论文过表达TR1,研究其对PD的保护效应。<br> 方法:采用PD的动物和细胞模型,构建过表达TR1载体。采用转录组测序、免疫荧光、免疫组化、流式细胞术、抗氧化活性、westernblotting、行为学、实时定量PCR检测过表达TR1对PD的保护效应。<br> 动物试验:A53T小鼠(3月龄)在黑质致密部每侧注射2μl连接有TR1基因的过表达慢病毒载体,饲养7个月后,通过行为学测试,观察小鼠行为学变化,在麻醉条件下,脱臼处死小鼠,取中脑组织通过转录组测序、实时定量PCR、免疫组化、westernblotting、β-gal染色方法检测基因、蛋白表达或水平变化。检测谷胱甘肽(glutathione,GSH)、总超氧化物歧化酶(totalsuperoxidedismutase,T-SOD)和丙二醛(malondialdehyde,MDA)活性或含量的变化。C57BL/6小鼠随机分为两组:正常组和MPTP处理组。MPTP组采用腹腔注射MPTP盐酸盐造模(连续注射4次,每次间隔3h)。对照组腹腔注射相同体积的生理盐水。MPTP诱导的PD小鼠中,测定小鼠行为学的变化,以及黑质、纹状体部位氧化损伤的变化。<br> 细胞试验:N2a细胞或者PC12细胞过表达TR1(N2a细胞载体是慢病毒,PC12细胞载体是质粒)24h后,再用MPP+处理48h,观察细胞的生存率,用免疫荧光、westernblotting、PCR试验检测细胞凋亡、老化、DNA损伤以及信号通路相对应物质的表达变化。<br> 结果:根据KEGG富集分析,与WT相比,A53T小鼠抗氧化活性、线粒体相关复合体、细胞损伤、生长、复制、信号传导、酶调节活性、大脑皮层区域、神经元发育和分化调控基因均受到影响。<br> 本论文通过转录组测序分析发现,A53T小鼠与A53T-TR1小鼠比较,氧化还原过程、酶活性调节、细胞死亡、细胞增殖、信号通路相关基因表达都有变化。过表达TR1后,小鼠饲养到第10个月,与PD模型A53T小鼠比较,A53T-TR1小鼠抗氧化功能在一定程度上能够减少炎症反应的发生、增加补体水平、增加钙调蛋白数量、减少钙离子在细胞内的蓄积和减少对细胞所造成毒性效应等等,使PD的症状一定程度上有所改善。<br> 本论文研究表明,PD模型小鼠中脑部位SNc氧化应激增加,TR1和TH表达减少。PD模型组与WT组(正常组)或者NS组(正常组)比较:小鼠认知能力、嗅觉功能和肌张力下降。TR1在多巴胺能神经元中起着重要的抗氧化作用。因此,在MPP+诱导的细胞模型和A53T转基因小鼠PD动物模型中过表达TR1后,PD小鼠黑质部位神经元细胞凋亡减少,黑质部位细胞生存能力增强;DNA损伤、细胞衰老、ROS和MDA产生减少;T-SOD、GSH的活性或含量增加;TH表达增加,学习记忆能力以及嗅觉能力提高。通过N2a细胞模型的免疫荧光染色和电镜结果发现,在PD的细胞模型中,自噬小体出现,线粒体膜电位受到损伤,过表达TR1后,细胞自噬减少,线粒体膜电位有一定程度恢复。TR1过表达可作为PD治疗过程中的一种新的神经保护物质,通过调节GSK-3β、NF-κB信号通路发挥作用。本研究为PD的治疗提供了新的方向。<br> 结论:过表达TR1对PD动物和细胞模型具有保护效应。TR1未来可能成为治疗PD的一种新的靶向蛋白。
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