tau、突觸素及hHrd1在神經(jīng)發(fā)育和Alzheimer病中的變化與作用.pdf

1、Alzheimer病是嚴(yán)重威脅老年人健康的一種神經(jīng)退行性疾病，神經(jīng)元內(nèi)異常磷酸化tau形成的神經(jīng)原纖維纏結(jié)及突觸數(shù)量的減少是AD兩個(gè)重要的病理學(xué)特征。AD患者神經(jīng)元內(nèi)存在著大量錯(cuò)誤折疊的蛋白質(zhì)，包括tau，這些異常折疊的蛋白質(zhì)聚積所造成的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激可導(dǎo)致神經(jīng)元死亡，在AD的發(fā)病及病情進(jìn)展中具有重要作用。研究顯示，人胎兒腦內(nèi)tau處于高磷酸化狀態(tài)，但并不形成NFT，表明tau的異常磷酸化對(duì)神經(jīng)元并非只有損傷作用。海馬是AD患者病變最嚴(yán)重的

2、腦區(qū)之一，本研究對(duì)不同胎齡胎兒及AD患者海馬結(jié)構(gòu)Alzheimer樣磷酸化tau及突觸素Ⅰ的表達(dá)進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)胎兒階段tau、突觸素Ⅰ的表達(dá)及分布與AD明顯不同。對(duì)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)(ER)定位的泛素連接酶hHrdl的研究發(fā)現(xiàn)，其在AD患者海馬結(jié)構(gòu)與高磷酸化的tau蛋白有廣泛的共標(biāo)，且二者的表達(dá)呈反向變化，表明內(nèi)質(zhì)網(wǎng)相關(guān)的蛋白質(zhì)降解(ERAD)途徑可能參與了tau蛋白的降解。 1．胎兒發(fā)育各階段海馬結(jié)構(gòu)均有廣泛的Alzheimer樣磷

3、酸化的F-tau的表達(dá)。與正常磷酸化的F-tau(taul抗原表位)不同，Alzheimer樣磷酸化(AT8抗原表位)的F-tau在胎兒發(fā)育階段主要分布在細(xì)胞核，而前者主要于胞漿部分表達(dá)。AD及老年對(duì)照的海馬結(jié)構(gòu)存在有taul陽(yáng)性神經(jīng)元，但taul的亞細(xì)胞分布二者有明顯差異，老年對(duì)照的taul于神經(jīng)元胞漿及胞核部分均有表達(dá)，而AD海馬主要是NFT樣結(jié)構(gòu)呈taul陽(yáng)性，核內(nèi)無(wú)明顯表達(dá)。AT8在AD患者海馬除能標(biāo)出大量NFT外，CA3亞區(qū)及

4、齒狀回可見大量AT8陽(yáng)性細(xì)胞核，其核像類似于胎兒階段，表明這些神經(jīng)元的細(xì)胞周期被重新激活。對(duì)大鼠海馬原代神經(jīng)元培養(yǎng)的研究發(fā)現(xiàn)，AT8在培養(yǎng)的第一天于胞核部分呈強(qiáng)陽(yáng)性，此后主要表達(dá)于胞漿及軸突，而taul在培養(yǎng)的全過程中均無(wú)明顯的核表達(dá)。免疫印跡結(jié)果表明，胎兒腦內(nèi)的Alzheimer樣磷酸化F-tau的分子量與胎鼠明顯不同，但與AD和老年對(duì)照有部分重疊。我們認(rèn)為，F(xiàn)-tau的Alzheimer樣磷酸化在調(diào)節(jié)細(xì)胞的有絲分裂及早期分化中可能具

5、有重要生理作用，而AD患者海馬結(jié)構(gòu)出現(xiàn)AT8核陽(yáng)性的神經(jīng)元可能是細(xì)胞早期對(duì)損傷的一種自我保護(hù)作用。 2.hHrd1是一種新發(fā)現(xiàn)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)定位的泛素連接酶，體外研究表明其參與介導(dǎo)數(shù)種蛋白質(zhì)的降解。目前對(duì)hHrd1在人腦內(nèi)的表達(dá)及功能尚不清楚。我們采用免疫雙標(biāo)和數(shù)字形態(tài)學(xué)技術(shù)發(fā)現(xiàn)，hHrd1在人海馬的神經(jīng)元及星形膠質(zhì)細(xì)胞均有大量表達(dá)，AD患者海馬CA1亞區(qū)的表達(dá)水平高于老年對(duì)照組，表明hHrd1的可能與AD的病情進(jìn)展有關(guān)。AD患者海馬

6、神經(jīng)元hHrd1與過度磷酸化的tau蛋白有著廣泛的共標(biāo)，且二者的表達(dá)呈反向變化，表明hHrd1介導(dǎo)的ERAD可能與tau蛋白的代謝有關(guān)。 3．突觸素Ⅰ是一種含量最高的突觸囊泡蛋白，于發(fā)育成熟的神經(jīng)元主要分布在軸突終末結(jié)構(gòu)，但對(duì)其在人胎兒發(fā)育時(shí)期的腦內(nèi)表達(dá)和分布尚不清楚。我們發(fā)現(xiàn)，白第9周時(shí)胎兒腦內(nèi)即有廣泛的突觸素Ⅰ表達(dá)，海馬結(jié)構(gòu)的表達(dá)則始于10周左右，其表達(dá)隨胎齡增長(zhǎng)呈增高趨勢(shì)。突觸素Ⅰ在胎兒發(fā)育早期(9-17周)于胞體部分有明

7、顯表達(dá)，可見到大量陽(yáng)性纖維，這與其在胎兒發(fā)育后期及成人腦內(nèi)的表達(dá)明顯不同。胎兒發(fā)育后期突觸素Ⅰ在海馬結(jié)構(gòu)的表達(dá)與分布特征同老年對(duì)照及AD患者相似，但水平較低。我們的結(jié)果顯示，海馬結(jié)構(gòu)的形成過程中突觸素Ⅰ的表達(dá)及分布出現(xiàn)明顯變化，表明突觸素Ⅰ在神經(jīng)元發(fā)育早期的功能可能并不僅限于調(diào)節(jié)神經(jīng)遞質(zhì)的釋放，其表達(dá)可能參與調(diào)節(jié)神經(jīng)元的生長(zhǎng)與分化。 綜上所述，我們認(rèn)為，胎兒時(shí)期tau蛋白的Alzheimer樣磷酸化在神經(jīng)元的有絲分裂及分化中有重