SAMP8小鼠海馬神經元凋亡與線粒體融合蛋白Mfn1-Mfn2的表達及SS31肽的保護作用.pdf

1、阿爾茨海默病(Alzheimer's disease，AD)是以進行性記憶和認知功能下降為主要表現(xiàn)，伴有人格和行為異常的年齡相關的常見神經變性病。AD病人的病理改變主要有Aβ炎性斑、過度磷酸化的Tau蛋白形成神經原纖維纏結、線粒體/突觸結構和功能改變及神經元減少。其發(fā)病機制有能量代謝假說、氧化應激假說、淀粉樣蛋白（amyloid）級聯(lián)反應假說、膽堿能假說等，但其具體機制尚未完全闡明。AD的發(fā)病率正逐年增長，給越來越多的AD病人及其家庭的

2、生活、工作造成不便。目前最常用的AD模型為快速老化模型SAMP8模型。
　　實驗顯示AD與氧化應激及線粒體功能異常有關。ROS主要在線粒體產生，并主要作用于線粒體，使線粒體數量減少，引起神經元一系列變化，促進細胞死亡。神經細胞組成成分被過度氧化時，調節(jié)凋亡的相關蛋白表達水平發(fā)生改變，促進凋亡的發(fā)生。對神經元的凋亡有調控作用的因子有:Caspase家族、線粒體融合基因和分裂基因表達及Bcl-2家族等。凋亡相關蛋白Bcl-2家族中Bc

3、l-2能抑制凋亡，Bax能促進凋亡。Mfn1、Mfn2為線粒體融合基因。研究顯示，融合基因表達在大多數嚴重的AD病人中下降較為明顯，其中Mfn1下降最明顯。融合基因表達減少使線粒體數量減少，ATP形成障礙，神經元變性，促進AD的發(fā)生。抗氧化劑的應用可抑制氧化應激，減輕線粒體結構破壞和功能障礙，減少細胞凋亡，改善AD病人的認知功能。SS31是一種抗氧化四肽，大多位于線粒體內膜。研究顯示，它能減少線粒體活性氧產生、清除活性氧、抑制脂質等物質

4、過氧化、抑制線粒體通透性改變、保護線粒體功能、減少細胞死亡，SS31對與細胞氧化損傷及線粒體功能障礙有關的各種神經變性病有效。
　　目的:觀察快速老化模型SAMP8(senescence-accelerated mouse prone8)小鼠和SAMR1(senescence accelerated mouse resistant1)小鼠海馬神經元內融合蛋白Mfn1(Mitofusin1)和Mfn2(Mitofusin2)表達及凋

5、亡相關蛋白Bcl-2(B-cell lymphoma-2)和Bax(Bcl-2 Assaciated(X) protein)表達情況;探討線粒體靶向抗氧化肽SS31對中樞神經系統(tǒng)(Central nervoussystem CNS)是否有保護作用;并為抗衰老及AD的防治提供新的理論指導。
　　方法:
　　1.實驗動物及分組選取8月齡健康雄性SAMR1小鼠和SAMP8小鼠，將SAMP8小鼠隨機分為三組，第一組不予干預為P8模型

6、對照組(Model group)，第二組注射生理鹽水5mg/kg/d為溶媒對照組(Vehicle group)，第三組腹腔注射SS315mg/kg/d為SS31處理組(SS31)。SAMR1小鼠注射生理鹽水5mg/kg/d為R1正常對照組(Normal control group)，實驗動物共分為四組。
　　2.HE染色
　　小鼠干預完畢后冰上斷頭取腦，于鼠腦視交叉至上丘之間的部位切取5um海馬標本。應用HE染色技術染色，在

7、光鏡下四組小鼠海馬CA1、CA3區(qū)病理學變化。
　　3.免疫組化
　　小鼠干預完畢后冰上斷頭取腦，于鼠腦視交叉至上丘之間的部位切取5um海馬標本。應用免疫組化技術，在光鏡下觀察四組小鼠海馬CA1、CA3區(qū)內Bcl-2、Bax蛋白表達情況。
　　4.電鏡技術
　　小鼠干預完畢后冰上斷頭取腦，于鼠腦視交叉至上丘之間的部位分離出海馬組織，切成1×1×1mm的組織塊，用4％戊二醛固定，電鏡技術檢測。
　　5.蛋白印

8、跡
　　小鼠干預完畢后冰上斷頭取腦，將海馬迅速分離出來，提取海馬總蛋白，用Western Blot技術定量檢測海馬中Mfn1、Mfn2蛋白含量變化。
　　結果:
　　1.HE染色
　　SAMR1正常對照組海馬CA1、CA3區(qū)神經元細胞邊界、輪廓清晰，排列整齊、致密，核仁顯示明顯，胞核無固縮;P8模型對照組小鼠海馬CA1、CA3區(qū)神經元細胞減少且雜亂，核仁顯示不清楚、甚至消失，核固縮;SS31處理組小鼠海馬CA1、

9、CA3區(qū)細胞較溶媒對照組細胞邊界、核仁稍清晰，胞核固縮、細胞數減少改善，但沒有恢復到SAMR1正常對照組水平。
　　2.免疫組化
　　2.1 Bcl-2蛋白表達Bcl-2蛋白主要在海馬CA1、CA3區(qū)神經元細胞胞漿表達，陽性細胞為淺黃色或黃褐色，背景染色較淺。P8模型對照組小鼠海馬CA1、CA3區(qū)陽性神經元細胞較SAMR1正常對照組減少，SS31處理組小鼠海馬CA1、CA3區(qū)陽性神經元細胞較溶媒對照組增多，但沒有恢復到SAM

10、R1正常對照組水平。陰性對照切片無陽性細胞。
　　2.2 Bax蛋白表達Bax蛋白主要在海馬CA1、CA3區(qū)神經元細胞胞漿表達，陽性細胞為淺黃色或黃褐色，背景染色較淺。P8模型對照組小鼠海馬CA1、CA3區(qū)陽性神經元細胞較SAMR1正常對照組增多，SS31處理組小鼠海馬CA1、CA3區(qū)陽性神經元細胞較溶媒對照組減少，但沒有恢復到SAMR1正常對照組水平。陰性對照切片無陽性細胞。
　　3.透射電鏡
　　SAMR1小鼠以正

11、常神經元為主，很少見典型的凋亡細胞。SAMP8模型對照組小鼠海馬組織細胞減少，排列雜亂。海馬神經元凋亡樣改變增多，胞漿內線粒體輕度腫脹，并出現(xiàn)較多空泡，部分僅見細胞輪廓。SS31處理組小鼠海馬神經元較溶媒對照組細胞數量增多，神經元細胞、線粒體變化較輕，但沒有恢復到SAMR1正常對照組水平。
　　4.蛋白印跡
　　4.1 Mfn1蛋白的表達與SAMR1正常對照組相比，P8模型對照組Mfn1蛋白表達降低(P＜0.05); SS3

12、1處理組與溶媒對照組相比，Mfn1蛋白表達增高(P＜0.05)，但與SAMR1正常對照組相比仍降低(P＜0.05）。溶媒對照組和P8模型對照組差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05）。
　　4.2 Mfn2蛋白的表達與SAMR1正常對照組相比，P8模型對照組Mfn2蛋白表達降低(P＜0.05); SS31處理組與溶媒對照組相比，Mfn2蛋白表達增高(P＜0.05），但與SAMR1正常對照組相比仍降低(P＜0.05）。溶媒對照組和P8模型對

13、照組差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05）。
　　結論:
　　1.在SAMP8小鼠中，海馬神經細胞減少，細胞及線粒體形態(tài)異常，Bax蛋白表達增多，Bcl-2蛋白的表達降低。線粒體融合蛋白Mfn1和Mfn2表達降低。提示SAMP8小鼠中細胞凋亡增加，線粒體動力學失衡與神經細胞損傷有關。
　　2.在SS31干預下，海馬神經細胞和線粒體異常有所恢復，海馬神經細胞Bax蛋白表達降低，Bcl-2蛋白的表達增多;線粒體融合蛋白Mfn1和