PSD-95与脑缺血的关系及其调控机制研究

PSD-95（突触后密度蛋白-95）在突触后密度区含量丰富,具有复杂的结构域,与膜受体、离子通道、细胞粘附因子和信号分子等相互作用聚集成大分子复合物,在突触的可塑性、学习记忆、大脑的病理生理紊乱等起重要作用。PSD-95与脑缺血神经元损伤和凋亡的分子机制有密切联系。脑缺血再灌注后PSD-95在缺血侧皮层的变化表现为PSD．95阳性细胞数的减少和细胞形态的受损改变。抑制NMDA受体活性的治疗策略包括破坏受体本身、钙离子通道阻滞剂、破坏PSD-95／NMDAR相互作用、破坏PSD-95／nNOS相互作用、nNOS抑制剂药物干预。已有研究发现在大鼠大脑中动脉栓塞模型中抑制PSD-95复合体之间的相互作用可以改善脑缺血。实验性的PSD-95抑制剂减少了短时间和长时间局部脑缺血大鼠的梗死面积、并恢复相应的运动功能治疗脑缺血。本文重点研究PSD-95与脑缺血的关系及其调控机制。     

PSD-95 与脑缺血的关系及其调控机制研究

PSD-95(突触后密度蛋白-95)在突触后密度区含量丰富,具有复杂的结构域,与膜受体、离子通道、细胞粘附因子和信号分子 等相互作用聚集成大分子复合物,在突触的可塑性、学习记忆、大脑的病理生理紊乱等起重要作用。PSD-95 与脑缺血神经元损伤 和凋亡的分子机制有密切联系。脑缺血再灌注后PSD-95 在缺血侧皮层的变化表现为PSD-95 阳性细胞数的减少和细胞形态的受 损改变。抑制NMDA 受体活性的治疗策略包括破坏受体本身、钙离子通道阻滞剂、破坏PSD-95/NMDAR 相互作用、破坏 PSD-95/nNOS相互作用、nNOS抑制剂药物干预。已有研究发现在大鼠大脑中动脉栓塞模型中抑制PSD-95 复合体之间的相互作 用可以改善脑缺血。实验性的PSD-95 抑制剂减少了短时间和长时间局部脑缺血大鼠的梗死面积、并恢复相应的运动功能治疗脑 缺血。本文重点研究PSD-95 与脑缺血的关系及其调控机制。     

戊四氮点燃癫痫大鼠空间学习记忆改变及海马突触素、突触后致密物PSD-95表达的变化

目的探讨戊四氮点燃癫痫对大鼠空间学习记忆的影响及可能的分子机制。方法戊四氮(pentylenetet-razol,PTZ)点燃建立慢性癫痫(chronic epileptic,CEP)模型,Morris水迷宫进行行为学检测,免疫组织化学方法观察大鼠海马CA1、CA3区突触素(synaptophysin,P38)和突触后致密物95(postsynaptic density 95,PSD-95)的表达,并用计算机图像分析系统对免疫反应结果进行处理。结果水迷宫试验检测癫痫组大鼠空间学习记忆能力受损;免疫组化结果表明其海马CA1、CA3区P38和PSD-95免疫反应产物较对照组明显减少(P<0.01,P<0.05)。结论戊四氮点燃癫痫大鼠伴有学习记忆功能减退,其海马神经元P38和PSD-95的表达减少可能参与了空间学习记忆受损。     

姜黄素对自发性高血压大鼠脑缺血/再灌注后海马神经元损伤及RANTES表达的影响

目的：探讨姜黄素对自发性高血压大鼠（SHR）脑缺血/再灌注后认知功能及海马神经元损伤和调解活化正常T细胞表达和分泌的趋化因子（RANTES）表达的影响。方法：雄性Wistar-Kyoto大鼠（WKY）和SHR,随机分为5组：假手术组（W-Sham、S-Sham）、缺血/再灌注组（W-I/R、S-I/R）和姜黄素组（S-Cur）,各组按再灌注时间分为3h、12 h、1 d、3 d、7 d 5个亚组（n=6）。采用四血管阻断法制备全脑缺血/再灌注模型,HE染色观察海马CA1区神经细胞形态,Nissl染色计数海马CA1区平均锥体细胞密度,ELISA法检测海马RANTES表达,于再灌注后7 d观察行为学。结果：与假手术组大鼠比较,缺血/再灌注组大鼠学习和记忆能力下降,海马CA1区神经元损伤加重,海马RANTES蛋白表达上调（P〈0.05）;与W-I/R大鼠比较,S-I/R大鼠学习和记忆能力下降,海马CA1区神经元损伤加重,海马RANTES蛋白表达上调（P〈0.05）;姜黄素组大鼠学习和记忆能力明显改善,海马CA1区神经元损伤减轻,海马RANTES蛋白表达下调（P〈0.05）。结论：缺血/再灌注更易导致SHR海马神经元损伤。姜黄素减轻SHR脑缺血/再灌注海马神经元损伤,其机制可能与抑制RANTES蛋白的表达有关。     

小鼠海马内HDAC2的表达及其与NMDA受体、PSD-95的共定位

目的探讨组蛋白去乙酰化酶2（HDAC2）在成年C57BL/6小鼠海马内的分布及其与突触后致密区（PSD）蛋白成员的共定位,为揭示HDAC2与PSD蛋白复合物之间的内在联系及在海马相关的学习记忆过程中可能起到的调控作用提供形态学依据。方法应用免疫组化方法观察HDAC2在C57BL/6小鼠海马各区的表达分布。应用免疫荧光双标技术研究HDAC2与PSD蛋白成员N-甲基-D-天冬氨酸（NMDA）受体亚单位1（NR1）、PSD-95之间是否存在共定位。结果 HDAC2在小鼠海马CA1～CA3区锥体细胞和齿状回颗粒细胞均具有明显表达,而在各区的始层、辐射层、腔隙-分子层以及齿状回多形细胞层表达均较少。免疫荧光双标染色图片的重叠表明,HDAC2与NR1、PSD-95在小鼠海马CA1～CA3区锥体细胞层和齿状回颗粒细胞层内均可见显著共表达现象,其他区域偶见散在分布的双染神经元。结论 HDAC2在小鼠海马锥体细胞层和颗粒细胞层表达丰富,并与PSD蛋白成员间存在共定位现象。本实验结果为探讨HDAC2对谷氨酸能突触后神经元依赖的突触可塑性的调节机制提供了形态学依据。     

青蒿素经PI3K/Akt通路改善突触可塑性减轻糖尿病小鼠认知障碍

目的 本研究旨在阐明青蒿素对II型糖尿病（T2DM）小鼠认知功能障碍的改善作用及其机制。方法 C57BL/6J小鼠单次腹腔注射STZ（100 mg/kg）后联合高脂饲料喂养建立T2DM模型。T2DM小鼠随后腹腔注射青蒿素（40 mg/kg/d）或等体积溶剂。干预4周后，新物体识别、Y迷宫和Morris水迷宫实验检测小鼠的学习和记忆能力。蛋白质印迹法（Western blot）检测海马PI3K、Akt、磷酸化Akt、SYN和PSD-95蛋白的表达。透射电镜观察海马CA1区突触密度和突触超微结构改变。结果 与模型组相比，青蒿素干预组T2DM小鼠的认知功能显著改善，海马中PI3K和磷酸化Akt水平升高，SYN和PSD-95蛋白表达增加，CA1区神经元丢失减少。此外，青蒿素干预组小鼠CA1区的突触密度、PSD-95和突触界面曲率增加，突触间隙宽度减小。结论 青蒿素可能通过激活海马PI3K/Akt途径增强突触可塑性，从而减轻T2DM小鼠认知功能障碍；青蒿素有望成为治疗糖尿病性认知功能障碍的新型药物。     

丁苯酞对脑梗死模型大鼠血清及脑组织突触素及突触后致密物-95表达的影响

摘要 目的：探讨丁苯酞对脑梗死模型大鼠血清及脑组织突触素及突触后致密物（postsynaptic density,PSD）-95表达的影响。方法：将建模成功的大鼠随机平分为三组-丁苯酞组、阿司匹林组与模型组各18只。三组分别给予腹腔注射丁苯酞注射液20 mg/kg+阿司匹林20 mg/kg、阿司匹林20 mg/kg与等体积的生理盐水,1次/d,检测血清及脑组织突触素及PSD-95表达变化情况。结果：（1）治疗第7 d与治疗第14 d后,丁苯酞组和阿司匹林组大鼠改良神经功能评分（Modified neurological severity scores,mNSS）均显著低于模型组（P<0.05）,丁苯酞组低于阿司匹林组（P<0.05）;（2）治疗第7 d与治疗第14 d,丁苯酞组、阿司匹林组大鼠的脑梗死体积百分比均显著低于模型组（P<0.05）,丁苯酞组低于阿司匹林组（P<0.05）;（3）治疗第7 d与治疗第14 d,丁苯酞组、阿司匹林组大鼠血清突触素及PSD-95表达水平均显著高于模型组（P<0.05）,丁苯酞组高于阿司匹林组（P<0.05）;（4）治疗第7 d与治疗第14 d后,丁苯酞组、阿司匹林组大鼠大脑组织突触素及PSD-95蛋白相对表达水平均显著高于模型组（P<0.05）,丁苯酞组高于阿司匹林组（P<0.05）。结论：丁苯酞在脑梗死模型大鼠的应用可促进大鼠血清及脑组织突触素及PSD-95的表达,并减小脑梗死面积,因而有利于大鼠的神经功能的恢复。     

ERK通路在脑缺血及缺血预处理沙土鼠海马神经元中的作用

目的：探讨细胞外信号调节激酶（ERK）通路在脑缺血及缺血预处理海马神经元中的作用。方法：雄性蒙古沙土鼠,随机分为假手术组（SH）、缺血/再灌注组（I/R）、缺血预处理组（IP）、PD98059组（PD）、溶剂对照组（VE组）、PD98059复合IP组（PIP）,每组按再灌注15 min、2 h、4 h、6 h、1 d、3 d、5 d及7 d又分8个亚组。建立前脑缺血再灌注损伤模型,观察对行为学、组织学、p-ERK、HSP70、Fos及NF-κB表达的影响。结果：IP组鼠探索活动、CA1区凋亡神经元数及NF-κB阳性神经元数较I/R组明显减少（P〈0.05）,CA1区Fos阳性神经元数、HSP70及CA3/DG区p-ERK表达水平较I/R组明显增加（P〈0.05）。PD组再灌注各点Fos阳性神经元数较I/R组明显减少（P〈0.05）。再灌注1 d、3 d凋亡神经元数较I/R组明显增多（P〈0.05）。PIP组各观察指标介于IP组及IR组间。结论：ERK通路在缺血后海马CA3/DG区的激活可能与该区的缺血耐受有关 诱导CA1区神经元Fos、HSP70表达,减少NF-κB生成是缺血预处理神经元保护作用的分子机制之一。     

甘珀酸干预对大鼠脑缺血再灌注损伤的影响

目的观察缝隙连接阻断剂甘珀酸对局灶性脑缺血/再灌注损伤的影响。方法采用大鼠大脑中动脉阻塞再灌流模型（MCAO）,将动物随机分为脑缺血60min再灌注（MCAO）组,脑缺血再灌注加甘珀酸干预（MCAO＋CBX）组和假手术组（sham）。采用尼氏染色显示脑梗死灶并计算梗死灶体积;应用免疫荧光与TUNEL染色法分别观察脑缺血后3d与7d不同时间点缺血边缘区胶质纤维酸性蛋白（GFAP）的表达和细胞凋亡情况。结果（1）缺血后3d、7d MCAO＋CBX组大鼠梗死体积小于MCAO组,3d、7d MCAO＋CBX组大鼠梗死体积较MCAO组分别缩小5%和4.6%;（2）缺血后3d、7d于缺血边缘区可见大量TUNEL阳性染色细胞,且MCAO组大鼠缺血边缘区细胞凋亡数目明显多于MCAO＋CBX大鼠（P〈0.001）;（3）缺血后3d和7d组缺血边缘区GFAP表达明显增强,3d的MCAO组与MCAO＋CBX组大鼠缺血边缘区GFAP的表达均较假手术组强（P〈0.05）,7d的MCAO＋CBX组大鼠缺血边缘区GFAP的表达较假手术组强（P〈0.001）,但明显弱于MCAO组大鼠（P〈0.01）;结论缝隙连接阻断剂甘珀酸可减少大鼠大脑中动脉阻塞后脑梗死体积,其机制可能与阻断缝隙连接后缺血边缘区神经元凋亡降低有关,星型胶质细胞的反应性变化参与了该过程。     

α-synuclein致病机制和转基因帕金森疾病模型研究进展

α-synuclein是一种位于突触前末梢的蛋白,是遗传性和散发性帕金森病的特征性包涵体———路易小体的主要成分。α-synuclein基因突变或者遗传改变可导致帕金森病。大量研究揭示α-synuclein参与了神经元的变性过程。本文对α-synuclein在帕金森疾病中的神经元毒性机制以及α-synuclein转基因帕金森病动物模型研究进展进行了综述。     

锁阳乙酸乙酯提取物改善慢性应激小鼠认知功能障碍的神经保护机制

本实验以去卵巢后慢性应激模型,探究锁阳乙酸乙酯提取物(ECS)改善慢性应激小鼠认知功能障碍的神经保护机制。采用Morris水迷宫检测小鼠空间学习记忆能力,Western Blot检测海马组织突触蛋白中突触囊泡蛋白(synaptophysin,Syn)和突触后致密物(Postsynaptic density protein 95,PSD-95)表达量,通过海马组织形态学改变进一步证明ECS的神经保护作用。Morris水迷宫结果显示雌鼠锁阳乙酸乙酯组穿越平台次数增加(P0.01)。Western Blot结果显示,ECS可增加Syn(P0.05)与PSD-95(P0.05)蛋白表达量。HE染色结果显示ECS可减轻海马神经元损伤,改善海马CA1区锥体细胞形态。结果表明ECS能够增加去势后慢性应激小鼠突触蛋白中Syn与PSD-95的表达量,保护海马神经元,改善慢性应激所致学习记忆障碍。     

含CpG基元核酸疫苗免疫慢性MPTP帕金森病小鼠的治疗作用

目的探讨含有CpG基元的α-突触核蛋白（α-synuclein,α-syn）核酸疫苗免疫慢性帕金森病小鼠的治疗效果。方法将本实验室成功构建的含有CpG基元的α-syn核酸疫苗-pVAX1-hα-Syn140用Qiagen试剂盒大量制备α-syn质粒;24只慢性MPTP帕金森病小鼠随机分为3组：实验组、空质粒对照组和PBS对照组,各组小鼠分别肌注pVAX1-hα-Syn140重组质粒、pVAX1空质粒和PBS各100μL,共免疫3次,每次间隔3周,末次免疫后2周,观察小鼠行为学变化及中脑黑质α-syn表达和多巴胺能神经元数目变化。结果pVAX1-hα-Syn140核酸疫苗免疫组小鼠的类帕金森病样症状与pVAX1空质粒和PBS对照组相比减轻,有显著差异（P〈0．01）;小鼠中脑黑质α-syn表达较对照组减少约39％（P〈0．01）,且多巴胺能神经元数目较空质粒和PBS对照组增多了46％～55％（P〈0．01）。结论pVAX1-hα-Syn140核酸疫苗具有较强的免疫原性,能对帕金森病小鼠产生较好的免疫治疗作用。     

脑缺血后大鼠神经元和星形胶质细胞P21cip1表达的研究

目的研究大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤后细胞周期蛋白依赖性激酶抑制因子P21cip1在神经元和星形胶质细胞的表达。方法建立大鼠大脑中动脉阻塞(MCAo)再灌注模型,应用流式细胞术检测各组MCAo再灌注后不同时期神经元和星形胶质细胞中的P21cip1的表达。结果缺血侧皮层区星形胶质细胞和神经元中的P21cip1的表达在再灌注3d、7d、14d后表达下调,与假手术组比较有显著性差异(P<0.05);神经元中的P21cip1的表达和星形胶质细胞中的P21cip1的表达无显著性差异(P>0.05)。结论局灶性脑缺血再灌注损伤后,缺血侧皮层区星形胶质细胞和神经元的p21cip1表达下调。     

AMPA受体和相关蛋白在束缚应激大鼠相关脑区的表达变化及逍遥散对其影响

目的：观察海马及杏仁核α-氨基羟甲基恶唑丙酸（AMPA）受体亚基和相关调节蛋白在束缚应激状态下蛋白表达变化及逍遥散的调节作用。方法：使用每天捆绑3 h的方法制作慢性束缚应激动物模型,并用逍遥散进行干预,分别于7 d后和21 d后用Western blot方法检测各组大鼠海马CA1区、CA3区、齿状回（DG）和杏仁核的AMPA受体亚基GluR2/3及N-乙基顺丁烯二酰亚胺敏感性的融合蛋白（NSF）、PKC作用蛋白1（PICK1）蛋白表达的情况。结果：7 d应激可使DG和杏仁核的GluR2/3、NSF表达显著降低（P均〈0.05）,使PICK1在CA1区的表达量显著增多（P〈0.05）,逍遥散对PICK1变化显示出一定调节作用。21 d应激可使CA1区的GluR2/3、NSF表达升高,其中GluR2/3有显著性差异（P〈0.01）,而在杏仁核表达有降低趋势,逍遥散对其均有显著调节作用（均为P〈0.05）,21 d应激使杏仁核PICK1表达量出现升高趋势,逍遥散可显著降低其表达（P〈0.05）。结论：AMPA受体在短期重复应激和慢性应激状态下反应不同,海马和杏仁核反应相反,逍遥散对慢性应激状态下AMPA受体表达的调节作用较短期重复应激强。     

A型流感病毒NS1与突触后密度蛋白-95的相互作用

目的 A型流感病毒NS1蛋白是一种多功能的致病因子,能够与被感染细胞中的多种蛋白相互结合,影响并干扰宿主细胞内的信号转导、蛋白质合成及抗病毒反应。突触后密度蛋白(Postsynaptic density protein95,PSD-95)主要存在于神经元及SH-SY-5Y等神经来源的细胞株中。假设NS1能够与PSD-95结合,则更有利于了解A型流感病毒对神经元及相关细胞的作用机制。方法通过酵母双杂交,GST-pull down及免疫荧光技术分别从体外和体内两方面检测NS1与PSD-95的相互作用。结果酵母双杂交表明,仅转染PGAD-NS51/PGBK-PSD-95的QDO有菌落生长,且α-半乳糖苷酶活性显著高于阳性对照;而转染PGAD-NS32/PGBK-PSD-95的QDO无菌落生长;GST-pull down表明仅NS51与PSD-95孵育后,能够被Western-blot检测到;免疫荧光表明NS51与PSD-95可能存在共定位,而NS32与PSD-95则不存在共定位。结论 H5N1(A/chicken/Guangdong/1/2005)的NS1能够与PSD-95结合;反之,H3N2(A/Shantou/602/06)的NS1则不能。     

PSD-95结构域PDZ1过表达拮抗缺氧缺糖诱导的海马神经元凋亡

为了观察突触后致密物质-95（postsynaptic density95,PSD-95）结构域PDZI过表达对缺氧缺糖诱导的海马神经元凋亡的影响,本研究采用培养21d的Sprague—Dawley大鼠海马神经元,加入PDZ2腺病毒颗粒感染24h,收集细胞进行免疫沉淀、免疫印迹实验;缺氧缺糖1．5h后,用DAPI染色后荧光显微镜观察细胞凋亡,并收集细胞进行免疫印迹实验。结果显示：（1）PDZ2在海马神经元中过表达;（2）过表达的PDZ1使缺氧缺糖诱导的海马神经元凋亡数量减少（P〈0．05）;（3）过表达的PDZ1使PSD-95与GluR6结合减少;（4）PDZ1过表达抑制由缺氧缺糖诱导的火鼠海马神经元MLK3和JNK1／2磷酸化。以上结果提示,PDZ1过表达能拈抗缺氧缺糖诱导的海马神经元凋亡。     

大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤中iNOS在大脑皮层和海马的表达

目的研究局灶性脑缺血再灌注损伤中iNOS在不同脑区的表达.方法用改良的血管内栓线技术制造大鼠局灶性脑缺血与再灌注模型,应用免疫组织化学技术检测脑组织中的iNOS的表达.结果 (1)脑缺血再灌注损伤24h后,缺血组缺血侧大脑皮层、海马CA1区、CA3区神经元iNOS的表达显著增强,与正常对照组比较有显著性差异(P<0.05);(2)脑缺血再灌注损伤24h后,缺血组对照侧大脑皮层、海马CA1区、CA3区神经元iNOS的表达也明显增强,与正常对照组比较有显著性差异(P<0.05);(3) 与对照侧比较,脑缺血再灌注大鼠缺血侧皮质的iNOS表达显著增强(P<0.05),而海马CA1区、CA3区缺血侧的iNOS表达与对照侧相比无显著性差异(P>0.05).结论局灶性脑缺血再灌注损伤后,缺血侧皮层和海马iNOS表达显著升高,未缺血脑区(对照侧)iNOS反应性也较对照组者升高.     

GST-pull down方法鉴定Src激酶与PSD-95的直接结合

脚手架蛋白PSD-95通过募集多种蛋白质在包括缺血性脑中风在内的多种神经系统疾病中具有重要的作用。Src蛋白激酶家族是膜相关非受体酪氨酸蛋白激酶中最大的家族,该家族激酶含有与突触后致密蛋白PSD-95相结合的结构域。Src激酶是其家族中主要成员之一,在脑组织中表达丰富。脑缺血/再灌注引起缺血敏感区Src激酶活性的显著增强。之前的研究表明,Src激酶参与调节PSD-95酪氨酸磷酸化。本实验主要通过GST-pull down实验体外鉴定Src与PSD-95之间的直接结合。     

大鼠脑缺血再灌注后Smac、XIAP和caspase-9表达及活血通络方的干预作用

目的：探讨大鼠脑缺血再灌注后线粒体通路第二种天冬氨酸特异性半胱氨酸蛋白酶激活物（Smac）、凋亡抑制蛋白（XIAP）和凋亡蛋白酶（caspase）-9的表达变化及活血通络方的干预作用机理。方法：将大鼠随机分成模型组、活血通络组,大脑中动脉栓塞再通法建立脑缺血再灌注模型。大鼠脑缺血再灌注6、12、24和48 h不同时间点进行神经功能评分,用免疫组化法检测Smac、XIAP和caspase-9阳性细胞数。结果：缺血再灌注后6 h模型组神经功能症状积分升高,缺血半暗带皮质内神经元凋亡增多,Smac、XIAP和caspase-9蛋白的表达亦有明显上升,再灌注12 h达高峰（P〈0.05,P〈0.01）,随后出现下降。活血通络方能显著降低神经功能症状积分,减少神经元凋亡,促进XIAP表达,下调Smac和caspase-9表达（P〈0.01,P〈0.05）。结论：脑缺血再灌注后脑组织Smac、XIAP和caspase-9蛋白的表达均明显增加,提示它们可能在脑缺血再灌注损伤中发挥重要作用,活血通络方可能通过促进XIAP并抑制Smac、caspase-9表达保护神经元及神经功能。     

大鼠局灶性脑缺血后磷酸化的细胞周期相关蛋白的表达

目的探讨细胞周期对于大鼠局灶性脑缺血后神经元的影响。方法采用MCAO方法制作大鼠局灶性脑缺血模型,应用免疫荧光技术观察缺血后1d、3d、7d、14d大鼠缺血侧病灶周围神经元中磷酸化细胞周期蛋白CDK2、CDC2及磷酸化Rb的表达。结果与正常对照组相比,缺血后1d、3d组磷酸化CDK2和磷酸化Rb的表达量明显增加（P〈0．05）。缺血后7d、14d组磷酸化CDK2和磷酸化Rb的表达量无增加。磷酸化CDC2在正常组及缺血组均无明显表达。结论大鼠局灶性脑缺血后早期部分神经元再次进入细胞周期,提示细胞周期调控参与了大鼠局灶性脑缺血后神经元的凋亡。