脑红蛋白通过抑制蛋白激酶A信号途径减轻Tau蛋白过度磷酸化

摘要

背景:阿尔茨海默氏病(Alzheimer’s disease,AD)是一种年龄依赖性的进行性神经变性病。该疾病的主要病理变化为胞外β-淀粉肽(b-amyloid,Aβ)过度沉积形成的老年斑和胞内 Tau蛋白过度磷酸化堆积形成的神经纤维缠结(neurofibrillary tangle, NFT)。目前,AD发病机制、预防及治疗的研究多集中在这两个方面。脑红蛋白(neuroglobin, Ngb)是由T.Burmester等人于2000年报道的血红素携氧呼吸蛋白家族新成员。由于其主要分布在神经系统及其携氧特性,命名为脑红蛋白。脑红蛋白的发现开拓了大脑供氧、缺血缺氧损伤及保护机制研究的新局面。近年,对于其在缺血缺氧及氧化应激损伤中的保护作用的报道层出不穷。同时研究者们开始关注其在其他脑病中的作用。单核苷酸多态性分析性研究显示,脑红蛋白基因与阿尔茨海默氏病发病密切相关。本实验室一直致力于阿尔茨海默氏病中tau蛋白过度磷酸化相关机制的研究工作。2011年初陈立铭博士报道,在AD转基因小鼠脑中,tau蛋白的磷酸化水平与Ngb的表达水平呈负相关,脑红蛋白可通过激活AKT信号途径降低tau蛋白磷酸化,但不影响GSK-3β活性。众所周知,导致tau蛋白磷酸化的途径有很多,tau蛋白的磷酸化位点也很多。在陈立铭博士的研究中,Ngb不仅可以影响AKT/GSK3β途径相关的tau蛋白磷酸化位点,还可以影响pS214及pS262等PKA相关性磷酸化位点。PKA是胞内重要的激酶,在AD患者tau蛋白过度磷酸化中起到重要的作用。在AD患者脑中,PKA被过度激活,抑制PKA的过度激活对tau蛋白的磷酸化具有保护作用。关于Ngb与PKA的相互作用及这种作用对tau蛋白过度磷酸化的影响目前还没有报道。
　　目的:探讨脑红蛋白对Forskolin诱导的PKA激活所导致的阿尔茨海默样tau蛋白过度磷酸化的影响及其机制
　　方法:本研究通过HEK293稳转tau细胞给予相应浓度的Forskolin处理及转染PKA过表达质粒构建tau蛋白磷酸化病理模型。在此病理模型上转染脑红蛋白过表达质粒,利用免疫印迹,荧光成像,cAMP浓度测定等手段检测Ngb是否影响PKA活性上升导致的tau蛋白过度磷酸化及其产生相应变化的机制。
　　结果:在稳转tau的HEK293细胞中,给予PKA激动剂Forskolin及过表达PKA处理,成功诱导tau蛋白相应位点的过度磷酸化。在过表达Ngb后,可以逆转以上处理导致的过度磷酸化。在Forskolin刺激后可导致cAMP水平上升,过表达Ngb可降低cAMP水平。免疫共沉淀证实Ngb可以与PKA直接结合。
　　结论:脑红蛋白可能通过降低cAMP浓度及与PKA结合影响底物复合物形成两条途径影响PKA的活性,降低过度激活的PKA对tau蛋白的磷酸化作用。

目录

封面

声明

目录

中文摘要

英文摘要

前 言

材料与方法

2.1主要试剂与抗体

2.2实验仪器

2.3质粒构建及抽提技术

2.5细胞脂质体转染技术

2.6免疫印迹技术

2.7环磷酸腺苷浓度测定

2.8免疫荧光与双光子共聚焦成像技术

2.9数据统计分析

结果与分析

3.1过表达脑红蛋白降低由Forskolin诱导的tau蛋白过度磷酸化

3.2脑红蛋白抑制PKA过表达诱导的tau蛋白过度磷酸化

3.3脑红蛋白抑制由forskolin诱导 cAMP浓度的上升

3.4脑红蛋白与PKA相互结合的探讨

讨论

参考文献

综述

参考文献

附录一 主要英文缩略词表

附录二 硕士期间获得奖励情况

附录三 硕士期间论文发表情况

致谢