细胞型朊蛋白介导Aβ寡聚体神经毒性的信号转导机制研究

近年来研究认为β-淀粉样蛋白（Aβ）的寡聚体是阿尔茨海默病（AD）发病早期的起始因素，推测在神经细胞膜上存在特异性Aβ寡聚体的高亲和受体。新近研究提出神经细胞膜上的细胞型朊蛋白（PrPC）是 Aβ寡聚体的主要受体，并介导了Aβ寡聚体神经毒性。本课题探讨PrPC与Aβ寡聚体特异性结合后的神经元毒性作用及信号转导机制。拟通过构建PrPC基因过表达和PrPC基因沉默的两种SH-SY5Y细胞系，给予Aβ1-42寡聚体后，采用GST结合实验、免疫共沉淀、荧光标记、TUNEL法和电镜等方法，观察PrPC与Aβ寡聚体的结合、检测神经元凋亡、神经元突触形态的改变以及ERK信号通路相关基因的表达调控。检测Tg2576 AD转基小鼠海马神经元PrPC的表达，进而注射PrPC基因过表达病毒液或PrPC抗体，检测对动物行为学、海马神经元突触形态和功能的影响、检测ERK信号通路相关基因的表达。为AD治疗提供新思路。

试验构建了人朊蛋白基因（prion protein gene，PRNP）真核表达重组质粒,完成了PrPC（cellular prion protein, PrPC）基因过表达和PrPC基因沉默的SH-SY5Y细胞模型及动物模型。细胞模型实验结果显示，PrPC介导Aβ寡聚体的神经毒性, SH-SY5Y细胞存活率明显降低，细胞凋亡率明显上升。动物模型实验结果显示，干预前各组小鼠的Morris 水迷宫实验成绩无显著性差异，拮抗PrPC表达小鼠组（干预组）与PrPC基因过表达小鼠组（模型组）比较，干预组小鼠逃避潜伏期明显缩短，在平台象限停留的时间和在平台象限游程占总游程的百分比明显增加；干预组和模型组小鼠大脑皮质及海马等区域均出现SP阳性斑块。模型组小鼠脑内senile plaques (SP)阳性斑块数量多，体积大；干预组斑块数量则明显减少，体积明显缩小。ELISA 结果显示，干预组Aβ40的生成较模型组Aβ40显著减少，且Aβ42 减少更加明显， 差异具统计学意义。Western blot检测发现模型组MEK及ERK 蛋白的表达显著高于干预组，但未见Ras及Raf蛋白的明显改变。上述结果显示，Aβ寡聚体对神经突触具有明显的毒性作用，并且与神经细胞膜上PrPC 表达有着密切的关系。尽管MEK及ERK 蛋白的表达出现异常，但ERK信号转导通路上游蛋白未出现异常改变，推测PrPC与Aβ寡聚体所介导的神经毒性的作用机制可能与其他相关信号通路相关。