Ⅱ型糖尿病大鼠海马Alzheimer病样Tau蛋白过度磷酸化修饰及机制探讨

Tau蛋白过度磷酸化是Alzheimer病 (Alzheimer′s disease, AD) 的一个重要特征.本研究检测了Ⅱ型糖尿病大鼠海马tau蛋白磷酸化水平,对其形成机制进行探讨. 以同龄正常Wistar大鼠作为对照,高脂高蛋白高糖饮食加小剂量链脲佐菌素（streptozotocin,STZ）注射诱导造Ⅱ型糖尿病模型（T2DM组）.放免法检测血浆胰岛素;葡萄糖氧化酶法检测血浆葡萄糖;蛋白质印迹技术检测各组大鼠海马内总tau蛋白、tau蛋白上部分位点磷酸化、神经细胞膜上胰岛素受体及葡萄糖转运子3（glucose transport 3,GLUT3）水平;表面等离子共振技术（surface plasmon resonance, SPR）检测细胞膜上胰岛素受体与血浆胰岛素结合力;γ32-P标记的ATP和特异性底物肽检测海马内胰岛素信号传导系统中的关键酶糖原合酶激酶-3β（glycogen synthase kinase-3β, GSK-3β）活性.结果显示,T2DM组血浆血糖、血浆胰岛素及运用HOMA-IR公式计算的胰岛素抵抗指数显著高于对照组.蛋白质印迹结果显示两组大鼠海马回总tau蛋白水平无差异;T2DM组中tau蛋白在Ser199、Thr212、Ser214、Thr217、Ser396及Ser422位点上的磷酸化水平均显著高于对照组;T2DM组海马神经细胞膜上胰岛素受体水平及与胰岛素结合的功能均显著低于对照组;GSK-3β活性检测结果显示,T2DM组大鼠模型海马回中GSK-3β活性明显增高.研究结果表明,Ⅱ型糖尿病中由于胰岛素抵抗导致GSK-3β激活从而出现AD样tau蛋白的过度磷酸化,葡萄糖代谢紊乱也可能在tau蛋白的过度磷酸化起一定作用.     

1型糖尿病葡萄糖代谢与胰岛素信号传导途径异常导致大鼠海马Alzheimer样tau蛋白过度磷酸化修饰

Tau蛋白过度磷酸化是Alzheimer病(Alzheimer disease, AD)的一个重要病理特征.采用 I 型糖尿病大鼠模型,研究胰岛素信号传导途径及葡萄糖代谢失调对tau蛋白过度磷酸化的形成机制进行探讨.以同龄Wistar大鼠做对照（CTL）,胰腺大部分切除造低胰岛素组（PX）,STZ较大剂量一次性注射造1型糖尿病模型即低胰岛素高血糖组（T1DM）.葡萄糖氧化酶法检测血浆血糖,放免法检测血浆胰岛素,蛋白质印迹分析海马内总tau蛋白及tau蛋白上部分位点（Ser199、Thr212、Ser214、Ser396及Ser422）的磷酸化及神经细胞膜上葡萄糖转运子3（Glucose transport 3,GLUT3）水平.γ-32P-ATP和特异性底物肽检测海马内胰岛素信号传导系统中的关键酶糖原合成酶激酶-3β（Glycogen synthase kinase-3β, GSK-3β）活性.发现3组大鼠海马回总tau蛋白水平无显著差异,但以高血糖、低胰岛素血症为特征的T1DM组在tau蛋白Ser199、Thr212、Ser214、Ser396及Ser422位点上,呈现过度磷酸化状态,以低胰岛素血症为特征而血糖正常的PX组在位点Ser199、Thr212及Ser396上磷酸化程度比CTL组显著上升, 在位点Ser214及 Ser422上的磷酸化程度的改变不显著;T1DM及PX组大鼠海马 GSK-3β活性显著高于CTL组, 而GLUT3水平在T1DM和PX组均降低, 尤以T1DM组降低更显著.研究结果显示,胰岛素水平低下可能通过激活GSK-3β和下调细胞内葡萄糖代谢的双重作用引起脑内tau蛋白过度磷酸化.     

罗格列酮改善胰岛素抵抗大鼠海马Alzheimer病样tau蛋白磷酸化水平

Tau蛋白过度磷酸化是Alzheimer病(AD)发病的关键事件.由于2型糖尿病是AD的风险因子,并且胰岛素抵抗是2型糖尿病的特征,检测了胰岛素抵抗大鼠大脑海马tau蛋白磷酸化水平,以及运用胰岛素增敏剂罗格列酮(TZD)后磷酸化的变化,发现胰岛素抵抗组大鼠海马tau蛋白呈过度磷酸化改变,但运用TZD后,tau蛋白的磷酸化状态有所恢复.由于糖原合成激酶-3β(GSK-3β)位于胰岛素信号转导途径中,并且是tau蛋白的重要磷酸激酶,研究检测罗格列酮干预前后GSK-3β活性,发现均升高.研究结果表明,肥胖时胰岛素抵抗导致细胞内胰岛素信号转导途径中,GSK-3β活性上调可能是引起大鼠海马内tau蛋白过度磷酸化的一个重要原因;虽然TZD可抑制tau蛋白的过度磷酸化,但可能不是通过下调GSK-3β活性的途径.     

肥胖及2型糖尿病大鼠Alzheimer病样Tau蛋白过度磷酸化修饰及机制探讨

Tau蛋白异常过度磷酸化修饰在阿尔茨海默病(Alzheimerdisease,AD)发病机理中起非常重要的作用,而2型糖尿病是AD的风险因素之一.采用蛋白质印迹研究2型糖尿病及单纯肥胖大鼠脑中海马回tau蛋白磷酸化程度,发现在这两种大鼠模型中海马tau蛋白在多个位点上都呈现过度磷酸化状态.同时,胰岛素信号传导系统中的关键酶糖原合成激酶-3β(glycogensynthasekinase-3β,GSK-3β)活性在这两种大鼠模型的海马回中明显增高,经脑立体定位法向大鼠海马回注射GSK-3β抑制剂氯化锂(LiCl),可阻止2型糖尿病及肥胖大鼠模型中的GSK-3β激活,但仅阻止单纯肥胖大鼠海马回tau蛋白过度磷酸化.另外,海马神经细胞膜上胰岛素受体β亚基水平在两种实验模型中显著下降.研究结果表明,2型糖尿病及肥胖可能通过增高胰岛素抵抗,从而导致GSK-3β激活和tau蛋白的过度磷酸化来提高AD的发病风险.2型糖尿病脑中低下的葡萄糖代谢也可能在tau蛋白的过度磷酸化起一定作用.     

褪黑素对异丙肾上腺素诱导大鼠tau蛋白过度磷酸化的预防作用

异常过度磷酸化的微管相关蛋白tau是阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)患者大脑中神经原纤维缠结的主要组成部分.迄今为止,尚无有效的措施阻止tau蛋白的过度磷酸化.为探讨褪黑素(melatonin,Mel)对AD样tau蛋白过度磷酸化的预防作用,我们以β受体激动剂异丙肾上腺素(isoproterenol,IP)来复制AD样tau蛋白过度磷酸化的动物模型,在大鼠双侧海马注射IP前,以褪黑素作为保护组药物,于腹腔连续注射5 d.应用磷酸化位点特异性抗体(PHF-1和Tau-1)作免疫印迹和免疫组织化学检测tau蛋白的磷酸化水平,并用非磷酸化依赖的总tau蛋白抗体(111e)进行标准化.免疫印迹结果显示在注射IP 48 h后,tau蛋白在PHF-1表位的免疫反应显著增强,在Tau-1表位显著减弱,表明tau蛋白在Ser396/Ser404(PHF-1)和Ser199/Ser202(Tau-1)位点有过度磷酸化.免疫组织化学染色结果与免疫印迹结果相似,主要检测到在大鼠海马CA3区的神经纤维有tau蛋白过度磷酸化.褪黑素预处理大鼠可有效地阻止IP诱导tau蛋白在Tau-1和PHF-1位点的过度磷酸化.上述结果提示褪黑素可预防大鼠脑组织中由异丙肾上腺素引起的AD样tau蛋白的过度磷酸化.     

吴茱萸次碱对高糖诱导的阿尔茨海默病大鼠认知障碍的影响*

目的: 探讨吴茱萸次碱对高糖诱导的阿尔茨海默病(AD)大鼠认知功能障碍的影响及其机制。方法: 健康成年雄性SD大鼠随机分为3组(n=20):对照组、高糖组和吴茱萸次碱组。对照组大鼠行常规饲料和自来水饲养;高糖组大鼠行常规饲料和20%蔗糖水饲养;吴茱萸次碱组行0.01%吴茱萸次碱饲料和20%蔗糖水饲养。三组大鼠饲养24周后行Morris水迷宫实验检测大鼠学习记忆和认知功能,Western blot实验检测各组大鼠tau蛋白在Thr205和Ser214位点以及GSK-3β在丝氨酸9位点糖原合成酶激酶-3β(S9-GSK-3β)和PP2A在络氨酸307位点蛋白磷酸酯酶-2A(Y307-PP2A)的磷酸化水平;免疫组织化学进一步验证各组大鼠大脑海马和皮层tau蛋白在Thr205位点上的表达情况。结果: 与对照组比较,高糖组Morris水迷宫大鼠潜伏期明显升高,穿越平台次数和目标象限停留时间均明显降低(P均＜0.05),免疫组织化学染色中tau蛋白在Thr205位点上的磷酸化水平显著增高(P＜ 0.05),Western blot实验tau蛋白在Thr205和Ser214位点的磷酸化水平显著增高,pS9-GSK-3β的磷酸化水平显著降低(P均＜0.05);与高糖组相比,吴茱萸次碱组Morris水迷宫大鼠潜伏期明显降低,穿越平台次数和目标象限停留时间明显升高(P均＜0.05),免疫组织化学染色中tau蛋白在Thr205位点的磷酸化水平显著降低(P＜0.05);Western blot实验tau蛋白在Thr205和Ser214位点磷酸化水平显著降低,pS9-GSK-3β的磷酸化水平显著增高(P均＜ 0.05)。结论: 吴茱萸次碱可减轻高糖诱导的AD样大鼠认知功能障碍,其机制可能是通过增强海马pS9-GSK-3β磷酸化水平,下调GSK-3β活性,进而降低tau蛋白相关位点的过度磷酸化实现的。     

糖尿病大鼠脑GSK-3与PP-2A失调诱导tau蛋白过度磷酸化

探讨胰岛素缺乏的糖尿病大鼠皮层糖原合酶激酶-3(GSK-3)及蛋白磷酯酶-2A(PP-2A)变化及其对tau蛋白磷酸化的作用.用链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)建立胰岛素缺乏的糖尿病大鼠模型,用放射性配体结合实验检测了GSK-3和PP-2A的活性,蛋白质印迹检测了tau蛋白的磷酸化水平及PP-2A的表达.结果提示:在糖尿病大鼠皮层,GSK-3活性升高,PP-2A活性及表达降低,tau蛋白在Ser198/Ser199/Ser202和Ser396/Ser404位点磷酸化.应用GSK-3的选择性抑制剂Li2CO3后,GSK-3活性降低,PP-2A活性及表达恢复,tau蛋白在Ser198/Ser199/Ser202和Ser396/Ser404位点磷酸化水平降低.研究提示:糖尿病大鼠皮层GSK-3升高可能抑制PP-2A的活性,升高的GSK-3和降低的PP-2A协同促进tau蛋白的磷酸化.     

AD认知功能障碍的代谢紊乱机制:脑胰岛素抵抗及其介导的PI3K/Akt信号通路受损

阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)是一种以进行性痴呆为主要特征的中枢神经系统退行性疾病,其认知功能障碍可能与Ⅱ型糖尿病(type 2 diabetes, T2DM)诱发的胰岛素抵抗所损伤的PI3K/Akt胰岛素信号级联通路相关。胰岛素是调节机体新陈代谢的重要激素,通过与神经细胞表面的胰岛素受体结合激活PI3K/Akt信号通路,以调控葡萄糖、脂质的代谢。任何中间媒介功能紊乱所导致的脑胰岛素水平和胰岛素敏感性的降低都会损坏PI3K/Akt信号通路,诱发脑能量代谢障碍、Aβ沉积、Tau蛋白过度磷酸化,引起并加重AD认知功能障碍。因此,本文以PI3K/Akt胰岛素信号通路为主线,揭示了T2DM中脑胰岛素抵抗(insulin resistance, IR)与AD之间的复杂机制,旨在加深对脑IR介导的AD病理过程的系统性理解,借此为延缓或治疗AD的认知功能障碍提供理论基础。     

胰岛素对阿尔茨海然病大鼠血浆血小板活化因子及海马突触可塑性的影响

目的：探讨胰岛素对阿尔茨海默病（AD）大鼠血浆血小板活化因子（PAF）及海马突触可塑性的影响。方法：将30只SD大鼠随机分为治疗组（10只）、模型组（10只）、假手术组（10只）,采用侧脑室注射链脲霉素（STZ）建立AD大鼠模型。治疗组大鼠皮下注射胰岛素（0．1U／kg）,模型组及假手术组大鼠皮下注射等体积的生理盐水（1mL／kg）。通过Morris’s水迷宫实验评估各组大鼠的认知功能,酶联免疫吸附法测定各组大鼠的血浆PAF含量,免疫印迹法检测大鼠海马突触素的表达。结果：治疗4周后,模型组大鼠连续4天水迷宫的潜伏期均显著长于假手术组大鼠（P〈0．05）,而治疗组大鼠第2、3、4天水迷宫潜伏期均较模型组显著缩短（P〈0．05）,但仍长于假手术组大鼠（P〈0．05）;模型组大鼠的血浆PAF含量和海马突触素的表达均显著高于假手术组,而治疗组大鼠的血浆PAF含量和海马突触素的表达均显著低于模型组（P〈0．05）,差异均有统计学意义（P〈0．05）。结论：皮下注射胰岛素可改善AD大鼠的认知功能,这可能与其下调AD大鼠血浆PAF水平以及保护突触的可塑性有关。     

微管相关蛋白tau在不同年龄大鼠海马内的定位分布特点

目的 检测微管相关蛋白tau和Ser396/404位点磷酸化tau在胚胎期大鼠和出生后直至成熟期大鼠海马内的表达及变化规律,浅析与神经细胞分裂和分化的关系.方法 用免疫组织化学SABC法显示孕18d、出生后1d、1w、2w、2m的大鼠脑冠状切面总tau（R134d）、Ser396/404位点磷酸化tau（PHF-1）的表达.结果 ①胚胎期大鼠海马CA区的锥体细胞数量明显多于出生后,随着脑的发育,锥体细胞层的神经细胞数量逐渐下降;②孕18d大鼠海马内有丰富的总tau和PHF-1 tau的表达,并且海马内各区的阳性物质表达均匀,生后1d和1w两种物质表达仍然很强,阳性产物主要分布在海马CA1和CA2区以锥体细胞轴突为主要成分的始层,在锥体细胞树突集中的分子层和胞核内也有少量分布,而在生后2w和2m大鼠海马内各区均未见密集的阳性产物表达.结论 不同年龄大鼠海马内总tau和PHF-1 tau的表达和分布变化可能与神经系统发育过程中细胞的分裂和分化有关.     

过表达磷脂酶D3影响成肌细胞中Akt磷酸化水平

磷脂酶D(PLD)催化卵磷脂(Phosphatidylc holine,PC)水解产生胆碱(Choline)和磷脂酸(Phosphatidic acid,PA),其代谢产物参与调控细胞内许多生理和生化过程。在过表达磷脂酶D3(PLD3)的成肌细胞(C2C12细胞)中,研究了PLD3对胰岛素刺激后Akt通路激活的影响。研究结果表明,PLD3过表达细胞的Akt磷酸化水平比对照组低,并且不受胰岛素浓度变化的调控。虽然PLD3过表达细胞中Akt磷酸化水平随胰岛素刺激时间的延长而有所增加,但磷酸化总水平比对照组低。磷脂酶D抑制剂丁-1醇能够抑制对照组胰岛素刺激下Akt磷酸化,却不能抑制PLD3过表达细胞的Akt磷酸化,并且PLD3过表达细胞Akt磷酸化水平比对照组高6倍。用磷脂酸(PA)做刺激时,对照组的Akt磷酸化明显增加,而PLD3过表达细胞株的Akt磷酸化没有显著变化;用PA和胰岛素同时刺激时,PLD3过表达株和对照组的Akt磷酸化均比PA单独刺激时降低。这说明PLD3的过表达抑制成肌细胞内胰岛素信号的传导。     

Anisomycin过度激活丝裂原活化蛋白激酶使tau发生过度磷酸化

阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的病理特征之一是神经元内存在神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs),后者是由过度磷酸化的微管相关蛋白tau形成的双股螺旋细丝(paired helical filaments,PHFs)构成.为了探讨丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)在微管相关蛋白tau磷酸化中的作用及机制,本实验用0.1 μg/mL、0.2 μg/mL和0.4μg/mL三种不同浓度的MAPK激动剂anisomycin处理小鼠成神经瘤细胞株(mouse neuroblastoma cells,N2a),检测MAPK活性的变化及其与tau蛋白多个AD相关位点过度磷酸化的关系,并检测糖原合酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)和蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)的活性变化.结果显示,anisomycin以剂量依赖的方式激活MAPK活性,但免疫印迹结果显示tau蛋白的Ser-198/199/202位点和Ser-396/404位点的过度磷酸化只在anisomycin浓度为0.4 μg/mL时出现,三种浓度的anisomycin均未引起tau蛋白Ser-214位点磷酸化的改变;同时,GSK-3活性在anisomycin为0.1 μg/mL时没有明显变化,当anisomycin浓度升高到0.2 μg/mL和0.4 μg/mL时出现明显增高,而PKA的活性没有明显的改变.使用GSK-3的特异性抑制剂氯化锂(LiCl)则完全阻断MAPK被过度激活导致的tau蛋白磷酸化水平的增高,而同时MAPK活性不受影响.以上结果提示:过度激活MAPK可以导致tau蛋白Ser-198/199/202和Ser-396/404位点过度磷酸化,其机制可能涉及MAPK激活GSK-3的间接作用.     

钙调磷酸酶对阿尔茨海默病中tau蛋白异常磷酸化的作用

100年前,阿尔茨海默病（Alzheimer disease,AD）被首次报道,它是一种以进行性认知障碍和记忆力损伤为主要临床特征的中枢神经系统退行性疾病,是最常见的一种老年性痴呆.由异常磷酸化的tau蛋白构成的神经元纤维缠结（neurofibrillary tangle,NFT）是AD最重要的病理学改变之一.钙调磷酸酶（calcineurin,CN）是脑组织中含量最高的一种丝氨酸/苏氨酸蛋白磷酸酶,其活性依赖于Ca2＋和钙调蛋白.最近的研究显示,CN在脑中与NFT共定位,CN活性的下降能够导致tau蛋白在多个AD特征性位点的异常磷酸化,进而形成NFT.因而,CN活性的缺陷与AD的发生密切相关.CN活性缺陷导致的tau蛋白异常磷酸化具有可逆性,CN激活剂有望在其中扮演重要的角色.     

PBK/TOPK在乳腺癌细胞中介导MEK非依赖性ERK激活中作用机制分析

该文探讨了乳腺癌细胞中表皮生长因子(EGF)介导的MEK非依赖性ERK激活通路。Western blot检测EGF刺激下,siRNA抑制MEK1/2后的T47D细胞的p-ERK水平,以验证T47D细胞中存在EGF介导的MEK非依赖性ERK激活的通路。接着使用可能参与MEK非依赖性ERK激活的激酶的小分子抑制剂抑制相关激酶(AC、PKC、Src、PI3K、PDK1和Akt)活性后,检测T47D细胞EGF介导ERK的磷酸化水平。siRNA抑制MEK1/2表达后,T47D细胞在EGF刺激后的仍保留部分p-ERK,即在T47D细胞中,存在EGF介导的MEK非依赖性的ERK磷酸化通路。小分子抑制剂抑制AC、PKC、Src对MEK非依赖性ERK激活途径影响不大。而使用小分子抑制剂抑制PI3K、PDK1和Akt后,ERK的磷酸化水平显著降低,提示PI3K/Akt通路下游的激酶参与T47D中EGF介导的MEK非依赖性ERK激活途径。siRNA干扰PI3K/Akt通路下游PBK/TOPK后并使用U0126抑制MEK功能后,几乎检测不到p-ERK,提示PBK/TOPK参与T47D细胞中EGF介导的MEK非依赖性ERK激活途径。乳腺癌抗雌激素药物耐药株T47D细胞存在EGF介导的MEK非依赖性ERK激活途径,且该途径受PI3K/Akt下游的PBK/TOPK调控。     

海马注射β-淀粉样蛋白前体蛋白抗体诱导神经元的退行性变及学习记忆障碍

探讨海马内注射淀粉样蛋白前体蛋白(APP)抗体诱导细胞表面APP的铰链是否影响大鼠的水迷宫行为学以及是否诱导神经元的退行性改变,并进一步探讨其可能的机制.成年雄性SD大鼠海马内分别注射生理盐水、对照IgG和APP抗体.水迷宫行为学检测测试动物的学习和记忆能力.Cresyl Violet(CV)和Fluoro-Jade B染色观察神经元的退行性变.免疫组织化学方法检测MAP-2和磷酸化paxillin及磷酸化tau蛋白在海马的异常表达和分布.海马内注射APP抗体可延长动物的寻台潜伏期,减少大鼠在平台所在象限的探索时间和穿梭次数.CV和Fluoro Jade-B染色结果显示,海马注射APP抗体可导致海马锥体细胞的死亡和退变.同时伴MAP2免疫染色的减少和磷酸化paxillin及磷酸化tau的免疫染色的增加.上述结果表明,海马内注射APP抗体可诱导学习和记忆功能障碍及神经元的退行性改变,其机制可能与MAP-2和磷酸化paxillin及磷酸化tau的异常表达分布有关.     

胰岛素保护缺血/再灌注心脏:PI3-K/Akt和JNKs信号通路间的交互作用

我们前期研究表明胰岛素可激活细胞内信号转导机制如磷脂酰肌醇3．激酶．蛋白激酶B．内皮型一氧化氮合酶．一氧化氮（P13-K-Akt-eNOS-NO）信号通路,减轻心肌缺血／再灌注（ischemia／reperfusion,I／R）损伤,改善缺血后心肌功能恢复。然而c-Jun氨基末端激酶（c-JunNH2-terminal kinase,JNK）信号通路在胰岛素保护I／R心肌中的作用尚不清楚,本研究旨在探讨JNK信号通路在胰岛素保护I／R心肌中的作用及其与P13．K／Akt信号通路间的相互关系。离体Sprague-Dawley大鼠心脏缺血30min后施行2h或4h的再灌注,缺血前用LY294002（15mmol／L）和SP600125（10mmol／L）灌注15min,分别阻断P13．K／Akt和磷酸化JNK（phosphorylated．JNK,p-JNK）活化,观测心脏功能、心肌梗死、细胞凋亡和蛋白磷酸化水平。与对照组相比,胰岛素再灌注2h后,心率、左心室发展压和左心室收缩／舒张最大速率均明显增加,梗死面积减少约16．1％[（28．9±2．0）％vs（45．0±4．0）％,n=6,P〈O．01],细胞凋亡指数从（27．6±113）％减少到（16．0±0．7）％（n=6,P〈O．01）,Akt的活性增加1．7倍（n=6,P〈0．05）,同时JNK活性增加1．5倍铆=6,P〈O．05）。用LY294002处理后,胰岛素对I／R心肌的保护作用消失;而用SP600125处理可增强胰岛素的保护作用,且可部分逆转LY294002的抑制作用。进一步观察发现SP600125减弱了Akt的磷酸化m=6,P〈0．05）。上述结果表明,在I／R心肌中,胰岛素可同时激活P13．K／Akt及JNK信号通路,且通过后者进一步增加Akt活化,从而减轻I／R损伤,改善心肌功能。这种P13．K／Akt与JNK信号通路交互机制对胰岛素保护I／R心肌有重要意义。     

糖尿病大鼠脑细胞周期依赖性蛋白激酶5和蛋白激酶A参与调节Tau蛋白磷酸化

细胞周期依赖性蛋白激酶5(cyclin-dependent kinase5,Cdk-5)及蛋白激酶A(protein kinaseA,PKA)是调节Tau蛋白磷酸化的重要激酶,其对糖尿病(diabetes mellitus,DM)大鼠脑内Tau蛋白磷酸化的作用如何,目前尚不明确.为探讨胰岛素缺乏的DM大鼠海马Cdk-5及PKA对Tau蛋白磷酸化的作用,用链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)建立DM大鼠模型,Fura-2负载及荧光测定细胞内游离Ca2 浓度,免疫沉淀法测定Cdk-5活性,放射性配体结合实验检测PKA的活性,蛋白质印迹检测Tau蛋白磷酸化的水平.结果提示:在DM大鼠海马神经元,Ca2 浓度升高,Cdk-5及PKA活性升高,Tau蛋白在Ser198/Ser199/Ser202和Ser396/Ser404位点的磷酸化增强.Cdk-5的特异性抑制剂roscovitine可降低DM大鼠Cdk-5活性,但不能降低PKA活性,使Tau蛋白在Ser198/Ser199/Ser202位点磷酸化水平降低,但不降低Ser396/Ser404位点的磷酸化,roscovitine处理正常大鼠后,上述酶的活性及Tau蛋白的磷酸化无明显变化.首次从整体水平上证实DM大鼠海马Cdk-5及PKA活性升高,协同促进Tau蛋白在Ser198/Ser199/Ser202位点和Ser396/Ser404位点的磷酸化,神经元内游离Ca2 浓度升高可能起重要作用.     

微管相关蛋白tau在动物死亡后被快速去磷酸化

tau蛋白是神经细胞中主要的微管相关蛋白, 它的异常过度磷酸化被认为是阿尔茨海默病 (AD) 致病过程中的关键因素. 由于法律、社会、家庭等诸多因素使得获取的人脑组织标本常常在死亡后2~3 h以上,因此了解死亡不同时间后tau蛋白磷酸化的改变,对研究tau蛋白的功能及在AD致病过程中作用显得十分重要. 用位点特异的、磷酸化依赖的抗tau蛋白抗体检测正常大鼠脑中tau蛋白磷酸化程度及死亡后其磷酸化的变化情况,再用非同位素的点印迹技术测定鼠脑中tau蛋白激酶、磷酸酶在不同温度下的活性. 结果发现,正常鼠脑中tau蛋白除了Ser262,Ser409,Ser422外,在Thr181,Ser199,Ser202,Thr205,Thr212,Ser214,Thr217,Ser396和Ser404存在不同程度的磷酸化,并且在死亡后3 h,出现tau的多位点的去磷酸化及tau蛋白迁移加快,6 h后更为明显,但tau蛋白水平即使在大鼠死亡后6 h,仍未见有明显的改变. 用点印迹测定蛋白激酶和磷酸酶活性结果显示,tau蛋白激酶、磷酸酶活性均有温度依赖性降低,在25℃时激酶活性降低远大于磷酸酶活性的降低,tau蛋白在死亡后的快速去磷酸化与相对高的磷酸酶作用有关.     

体外缺血缺氧条件下大鼠骨髓间充质干细胞凋亡发生的机制研究

目的：研究体外大鼠骨髓间充质干细胞（Bone marrow-derived mesenchymal stem cells, BMSCs）在缺血缺氧条件下发生凋亡的作用机制。方法：采取大鼠骨髓,以密度梯度离心分离出单个核细胞（MNCs）,于体外培养并由牛垂体提取物（PEX）诱导扩增传代培养出骨髓间充质干细胞（MSCs）。经形态学和流式细胞仪检测MSCs表面标志物鉴定后,骨髓间充质干细胞（BMSCs）在缺血缺氧条件下培养,通过Annexin V／PI双染细胞凋亡检测比较不同组别细胞的凋亡率和蛋白印迹法（western blot）来观察细胞中蛋白的变化。结果：①经形态学观察和流式细胞仪检测MSCs表面标志物鉴定,提示骨髓间充质干细胞培养成功。②对照组（无缺血缺氧）与缺血缺氧组比较,缺血缺氧组的凋亡率显著性增加,而通过磷酸化Akt的表达量显著性增加提示PI3K（Phosphoinositide-3kinase）／Akt（ProteinkinaseB,PKB）信号通路被激活（P〈0．05）;同时缺血缺氧组与缺血缺氧＋PI3K／Akt抑制剂（LY294002）组比较,缺血缺氧＋PI3K／Akt抑制剂（LY294002）组的凋亡率显著降低,而通过磷酸化Akt的表达量显著减少提示PI3K/Akt信号通路被抑制（P〈0．05）。结论：PI3K／Akt信号通路对体外缺血缺氧条件下培养的骨髓间充质干细胞凋亡发生有关键性作用。