PGC-1α在ALS发病机制中的作用研究

肌萎缩侧索硬化(ALS)是一种恶性的神经系统变性病，确切病因不明。过氧化物酶体增殖物激活受体γ辅助活化因子1α(PGC-1α) 是一种核受体转录辅助活化因子。PGC-1α参与调节线粒体的生成、增加ROS-解毒酶表达、保护神经细胞抵御氧化应激损伤，可以调节神经肌肉接头乙酰胆碱受体在肌纤维中的表达，可以增加肌肉内MHC I类肌纤维的含量、抵御肌萎缩。神经变性系统疾病如PD、AD、HD线粒体功能大多异常，PGC-1α与其发病有关，激活PGC-1α，上述疾病症状可改善。ALS也发现线粒体功能异常，且对ALS患者基因检测中发现，部分突变基因是PGC-1α的下游基因。因此，本研究试图探讨PGC-1α在ALS发病过程中的作用机制，探讨PGC-1α激活剂噻唑烷二酮类药物（TZDs）在ALS疾病中的药用价值。

目的：本课题采用SOD1-G93A转基因小鼠模型，通过尾静脉注射TZDs药物或/和shPGC-1α慢病毒，应用天狼星红染色、qRT-PCR、Western blot、ELISA、免疫共沉淀等方法，从组织、基因、蛋白等不同水平，来研究和探讨PPARγ/PGC-1α通过影响线粒体的生物活性，抑制氧化应激，参与能量代谢以及激活NF-κB信号通路来参与治疗ALS的机制。方法：①采用PCR 方法对hSOD1-G93A 转基因小鼠进行筛选鉴定。②分别选取C57BL/6野生型小鼠为对照组，SOD1-G93A转基因阳性小鼠为实验组(n=40)，野生组和转基因组分别给予等剂量的PBS和罗格列酮10mg/kg， shPGC-1α慢病毒200ul以及罗格列酮加shPGC-1α慢病毒，每周注射两次，共8周。③待动物经过药物及病毒注射后观察动物体征及行为能力变化1周，取出所需组织腓肠肌进行ROS、ATP、天狼星红染色、qRT-PCR、Western blot、ELISA、免疫共沉淀检测。结果：沉默PGC-1α可以增加ROS的产生，减少ATP的生成，引起能量代谢，氧化应激相关基因和炎症因子的表达变化，以及骨骼肌的纤维化；而PPAR激动剂罗格列酮则可以引起与之相反的作用。结论： TZDs和PGC-1α通过激活PPARγ来参与ALS的治疗，突变SOD1会降低PGC-1α的表达和影响线粒体的生物活性，最终导致能量失衡，ROS的增加，大量炎症因子的产生和骨骼肌的纤维化。因此，在ALS治疗中增加线粒体的数量，保护线粒体的完整性以及改变能量代谢同样可以起到治疗作用。