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目的探讨我们发现的中国人家族性阿尔茨海默病(FamilialAlzheimersdisease,FAD)家系早老素1(presenilin1,PS1)基因突变(PS1V97L)致病的可能机制,制备成熟的AD细胞模型,以期在AD发病机制研究、中国人FAD发病机制的探讨、AD治疗及药物筛选等方面有新的发现。
材料与方法根据我们发现的中国人FAD家系PS1突变位点,在携带PS1WT的pcDNA3.1质粒上利用PCR一步法进行定点突变获得含插入片段PS1(G289T)的质粒;利用基因重组技术构建野生型及突变型PS1与绿色荧光蛋白GFP共表达载体,采用脂质体法将获得的目的基因导入人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y细胞和内皮细胞瘤细胞Hep-1细胞株中,Western-Blot检测转染后细胞PS1表达,分别用放免法和ELISA法检测细胞内外总Aβ和Aβ42含量,免疫荧光染色检测细胞内质网分子伴侣Grp78含量,荧光探针标记、激光共聚焦显微镜下观察细胞内Ca2+的动态变化。
结果成功构建了野生型和突变型PS1与绿色荧光蛋白共表达载体;利用脂质体成功将携带PS1WT和PS1MT的质粒分别转染至神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y和内皮细胞瘤细胞Hep-1,并经筛选获得稳定转染细胞株;转染PS1V97L突变体的细胞PS1mRNA及蛋白表达增加;转染PS1突交体的细胞细胞内外Aβ42生成增多,总Aβ含量与其他组无明显差异;转染PS1V97L突变体的SH-SY5Y细胞和Hep-1细胞内质网分子伴侣在Grp78在内质网应激反应时较其他转染组生成减少;转染PS1V97L突变体使SH-SY5Y细胞内质网Ca2+释放增加,Hep-1细胞细胞内Ca2+释放减少,而对细胞容积性Ca2+内流(capacitativecalciumentry,CCE)无明显影响。
结论研究结果表明:我们构建的细胞模型可以模拟体内环境,可以用于AD的研究;转染PS1V97L后的神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y和内皮细胞瘤细胞Hep-1其PS1蛋白呈现过表达、细胞内外Aβ42选择性生成增多、内质网未折叠蛋白反应启动受限、细胞内Ca2+平衡紊乱。研究结果进一步证实PS1V97L为病理性突变,其致病机制与导致细胞内外Aβ42选择性生成增多及引起内质网功能紊乱有关。