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血管性认知障碍大鼠脑突触小体的差异蛋白质组学研究

张海宁

  已有多项研究证实在AD患者脑组织中存在多个突触蛋白表达异常,患者出现认知功能障碍前即有突触数量的下降,且其缺失程度与痴呆严重程度呈正相关,故目前认为突触损伤致传递功能障碍是AD发病机制中的一个重要病理生理环节。血管性认知障碍(VCI)是目前老年期认知功能障碍中最常见且有希望防治的类型之一。慢性脑缺血是导致VCI的一个重要因素,近年来有研究发现慢性脑缺血也伴有突触的损伤,但突触的改变在VCI发病中的病理生理机制尚未完全清楚。本研究应用蛋白质组学方法找出慢性脑缺血致VCI大鼠额叶、海马突触小体内差异蛋白的表达,从分子水平探讨突触改变在VCI发病机制中的作用。 应用双侧颈总动脉永久结扎法(2VO)制备慢性脑缺血致VCI模型;于术后2 w、4w采用蔗糖梯度离心法提取额叶、海马突触小体;应用2D-DIGE结合MALDI-TOF MS鉴定出模型组与对照组不同脑区突触小体内蛋白的差异表达。 结果鉴定出不同时间点突触小体内有9种差异蛋白表达:①6种与突触小体线粒体能量代谢相关的蛋白:ATP合成酶β、NADH脱氢酶(辅酶Q) Fe-S蛋白1(NDUFS1).泛琨细胞色素c还原酶核蛋白1 (UQCRC1)、二氢硫烯酸乙酰转移酶(PDC-E2)、异柠檬酸脱氢酶3α前体(IDH3A)、苹果酸脱氢酶(MDH)多数在术后2w升高,4w恢复至对照组水平;②hsp70于术后2w升高,4w时恢复至对照组水平;③G蛋白α在术后2w下降;④电压依赖阴离子通道1(VDAC1)在术后4w额叶升高。 通过分析不同时间点慢性脑缺血致VCI大鼠突触小体内9种差异蛋白的变化趋势:在突触内线粒体能量代谢相关的蛋白——三羧酸循环相关的代谢酶、电子传递链中蛋白NDUFS1、UQCRCl及ATP合成酶在2w时升高,随着时间的推移至4w时恢复至对照组水平,推测在慢性脑缺血致VCI大鼠可逆脑损伤时间窗内(4w以内)突触功能存在代谢储备。其中NDUFS1及UQCRC1的升高还与活性氧产生有关,可能造成线粒体失功能,继而造成突触氧化损伤、细胞凋亡。hsp70的短暂升高可能是机体的抗氧化应激、抗凋亡的保护机制;G蛋白α亚单位在慢性脑缺血致VCI大鼠模型术后2w额叶有短暂的下降,其具体是否对认知产生影响尚有待进一步研究。代谢储备功能及Hsp70、Ga的变化提示在慢性脑缺血致VCI早期存在的抗氧化应激、抗凋亡作用,可能与突触功能的保留有关,后期上述保护机制消失,并且随着VDAC1升高及其促进凋亡导致了VCI发病。 VCI概念的提出强调早期诊断,VCI涵盖了那些没有达到痴呆标准的认知功能障碍患者。针对这部分患者的早期干预,预防、延缓其认知障碍的发生、发展意义重大,对慢性脑缺血致VCI发病机制的深入研究、寻找可能的治疗靶点、及早干预将成为学者们研究的热点。VDAC1与线粒体通透性、细胞凋亡的研究已经取得了一定的进展,其在VCI发病机理中的具体机制也将成为进一步研究的方向。关于血管性痴呆与AD二者是否有共同的发病机制也将继续受到关注。……   
[关键词]:慢性脑缺血;血管性认知障碍;突触小体;差异蛋白质组学
[文献类型]:博士论文
[文献出处]:吉林大学2011年
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