同型半胱氨酸对大鼠细胞骨架蛋白Tau磷酸化及空间记忆的影响

摘要

老年斑(Senileplaque，SP)和神经原纤维缠结(Neurofibrillarytangle，NFT)是阿尔茨海默病(ALzheimer'sdisease，AD)的主要神经病理特征，前者由β-淀粉状样蛋白(β-amyloidpeptide，Aβ)沉积而成，后者是异常过度磷酸化的tau聚集成双螺旋丝而构成。tau是一种低分子量、可溶性的细胞骨架蛋白，与微管结合，促进微管的组装并维持其稳定性。异常过度磷酸化的tau将失去上述功能。目前大多数观点认为蛋白激酶和/或蛋白磷酸酯酶系统失衡是导致tau蛋白异常过度磷酸化的主要生化机制。同型半胱氨酸(Homocysteine，Hcy)是蛋氨酸代谢的重要中间产物。在机体内，Hcy主要经“再甲基化”及“转硫基反应”途径进行代谢。自上世纪九十年代后期人们越来越感关注高Hcy与AD之间的关系。研究表明AD患者血浆Hcy显著高于正常水平。有人提出假说认为，同型半胱氨酸在体内蓄积通过使S-腺苷同型半胱氨酸增加，抑制蛋白磷酸酯酶2A(Proteinphosphatase2A，PP-2A)的甲基化，使此酶ABαC三聚体形成减少，从而导致酶活性降低，进而引发tau蛋白过度磷酸化、NFT的形成等神经退性行变，促进AD的发展。为探讨Hcy对细胞骨架蛋白tau磷酸化的影响，给Wistar大鼠侧脑室注射Hcy，使脑组织Hcy浓度升高，采用免疫印迹和免疫组化技术检测大鼠海马组织tau蛋白磷酸化水平及分布；用Westernblot检测PP-2A催化亚基的表达水平；用Morris水迷宫检测大鼠的空间记忆能力。结果显示：与对照组相比，(1)注射Hcy6h、9h、12h后，海马组织tau蛋白磷酸化水平在Ser396/Ser404和Ser199/Ser202位点显著升高，而24h后tau蛋白磷酸化又恢复到正常水平；(2)分别注射20mM、40mM、160mM和320mMHcy15μl6h后，海马组织tau磷酸化水平在Ser396/Ser404和Ser199/Ser202位点明显升高，并随剂量增加呈上升趋势；(3)免疫组化观察到海马CA3区着色明显增强；(4)PP-2A催化亚基的表达水平明显下调；(5)注射320mM(15μl)Hcy24h后，各组大鼠找到平台的潜伏期无统计学差异，游泳轨迹基本相似，近似直线。这些数据说明Hcy至少能在上述位点诱导tau蛋白过度磷酸化，提示高Hcy可能与AD的发病有关。

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综述高同型半胱氨酸与阿尔茨海默病

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