TSPO配体PK11195对神经炎症的保护作用及机制探讨

摘要

转位蛋白18 kDa(TSPO)主要是在甾体合成的组织中表达。在中枢神经系统中，主要由脑内的胶质细胞表达。TSPO蛋白主要负责合成多种甾体激素的限速步骤，即胆固醇由线粒体外膜向内膜的转运。此外，TSPO还在调节炎症反应方面发挥着很重要的作用。在急性脑损伤和多种中枢神经的退行性病变中均发现TSPO表达显著增加。但TSPO蛋白表达的上调与神经退行性疾病的发生其因果关系目前尚不完全明确。此外，TSPO配体也在神经保护、神经增生、焦虑等方面表现出了治疗作用。大量体内及体外研究显示TSPO经典配体PK11195、Ro5-4864能减少小胶质细胞活化，对神经炎症具有抑制作用。但目前有关TSPO配体与认知功能和淀粉样蛋白生成和累积关系的研究仍然较少。本实验中，使用慢性脂多糖(LPS)腹腔注射制造小鼠神经炎症病理模型，该模型在许多研究中用来模拟AD的病理改变，包括中枢神经炎症、胶质化、β-淀粉样蛋白(Aβ)的累积及认知损害。本研究通过在体和离体实验探讨了TSPO的经典配体PK11195的抗炎、抗淀粉样蛋白生成、神经保护作用及可能机制。
　　第一部分 TSPO配体PK11195对脂多糖诱导的神经炎症的保护作用及机制探讨
　　目的:探讨TSPO配体PK11195对脂多糖诱导的小鼠神经炎症的保护及可能的发生机制。
　　方法:C57BL/6J小鼠按体重随机分为Control组、LPS组、LPS+PK11195组和PK11195组。 LPS+PK11195组及PK11195组腹腔注射PK11195(3 mg/Kg)。PK11195注射三天后开始注射LPS，两种药物均注射至实验结束。LPS剂量为预实验确定的剂量，PK11195剂量根据文献确定。LPS注射七天后，将小鼠先进行为期四天的水迷宫训练，即隐蔽平台训练，结束后进行一天的水迷宫测试，即水迷宫探索实验。实验结束后，取脑并使用Western-blotting法对海马COX-2、BACE-1、IDE以及BDNF蛋白表达量进行检测。使用ELISA法进行海马组织Aβ蛋白、孕酮、四氢孕酮含量测定。
　　结果:1.预实验结果提示引起C57BL/6J小鼠认知损害的最佳LPS剂量为500μg/Kg。2.水迷宫训练实验中，隐蔽平台训练结果显示:在第一天训练中，LPS组的小鼠需要更长的时间才能定位平台;在训练的第四天中，LPS组动物需要游动更长的距离才能定位平台。在空间探索实验里，LPS组的动物与对照组相比在水迷宫的原平台所在的目标象限中停留时间缩短，目标象限游泳距离减少，PK11195预处理组预防了LPS导致的认知损害。3.与对照组相比，LPS使海马炎症蛋白TSPO、COX-2的表达增加，PK11195预处理使该效应有所减弱。4.LPS显著增加了海马Aβx-42含量并伴随BACE-1、IDE表达量的增加，PK11195预处理部分减轻了LPS导致的这种效应。5.LPS使小鼠海马孕酮水平降低，PK11195预处理使LPS处理后的小鼠脑内孕酮和四氢孕酮的含量均有所升高。6.LPS显著降低了BDNF的在海马内的表达量，而PK11195预处理对注射LPS诱导的BDNF表达量并无显著影响。
　　结论:PK11195可以对慢性LPS注射导致的认知损害起保护作用。可能的机制包括减轻神经炎症及小胶质细胞的激活，增加神经甾体激素的合成，减少Aβ蛋白的累积，并伴有BACE-1的表达下调。
　　第二部分 PK11195对Aβ1-42形成的寡聚体导致BV-2细胞炎症模型的保护作用及机制
　　目的:Aβ1-42寡聚体诱导BV-2激活作为炎症细胞模型，探讨TSPO经典配体PK11195的对该模型的作用及机制。
　　方法:首先使用Aβ1-42形成的寡聚体诱导BV-2细胞损伤模型，使用CCK-8试剂盒根据BV-2细胞存活率确定PK11195对Aβ1-42激活BV-2细胞模型保护作用的最佳浓度。并使用Western-blotting的方法确定Aβ1-42寡聚体、PK11195对BV-2细胞表达TSPO、COX-2及BACE-1蛋白的影响。
　　结果:1.使用CCK-8试剂盒根据BV-2细胞存活率确定Aβ1-4210μM作为建立BV-2细胞损伤模型的剂量，作用时间选择48 h。2.PK11195在0.01μM、0.1μM的浓度时对Aβ1-42损伤的BV-2细胞具有显著地保护作用，其量效关系为倒U形曲线。3.Western-blotting结果显示Aβ1-42(10μM)使BV-2细胞TSPO、COX-2蛋白表达量显著升高，PK11195(0.1μM)则逆转了Aβ1-42的该作用。4.Western-blotting结果显示Aβ1-42(10μM)使BV-2细胞BACE-1蛋白表达量显著升高，PK11195(0.1μM)则逆转了Aβ1-42的该作用。
　　结论:我们的研究显示小胶质细胞的激活与Aβ蛋白导致的中枢神经炎症关系非常密切。Aβ蛋白激活BV-2细胞，使COX-2、TSPO表达增加，同时使BACE-1表达也增加、Aβ蛋白生成进一步增加，并形成恶性循环，并最终对BV-2细胞也造成损害。而TSPO配体PK11195可使BV-2细胞激活程度下降，产生的炎症蛋白减少、BACE-1蛋白表达下降并提高BV-2细胞的存活。由于小胶质细胞激活、炎症反应增加、Aβ蛋白生成增加与神经退行性病变尤其是AD的发生关系密切，因此TSPO蛋白可能是中枢神经退行性疾病预防及治疗的重要干预位点。

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英文缩写词表

摘要

前言

第一部分 TSPO配体PK11195对脂多糖诱发的小鼠神经炎症的保护作用及机制

材料与方法

结果

讨论

参考文献

第二部分 PK11195在Aβ1-42寡聚体导致的BV-2细胞炎症模型中的保护作用及其机制

材料与方法

结果

讨论

参考文献

全文总结

文献综述 转位蛋白18 kDa(TSPO)与神经退行性疾病

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获奖情况

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