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传染性海绵状脑病(transmissible spongiform encephalopathy,TSE)是由致病性朊蛋白(disease-associated form prion protein,PrPSc)引起的中枢神经系统退行性疾病,主要表现为脑组织呈空泡变性等神经病理变化。致病性朊蛋白是一种特殊的传染因子,它不同于一般的病毒,也不同于类病毒,它没有核酸,而是一种特殊的糖蛋白。正常的朊蛋白构象发生改变时成为致病性朊蛋白,致病性朊蛋白富含β-折叠成分并可以自发形成淀粉样纤维,具有蛋白酶K抵抗力,其在脑组织发生聚集沉积时,可引起人类和动物发生传染性海绵状脑病。 本研究利用多肽PrP106-126构建了小脑颗粒神经细胞模型,模拟PrPSc对神经源性细胞的生物学作用。检测该模型条件下,小脑颗粒神经细胞凋亡基因bax、bc1-2、caspase3和myc的表达量的变化及细胞培养液氧化应激指标含量的变化情况,对PrP106-126导致小脑颗粒神经细胞凋亡和增殖的分子机制进行探讨,为进一步解析传染性海绵状脑病病理发生的关键环节,探索多种靶细胞之间以及它们与疾病进程之间的分子作用机制提供科学依据。同时,试验数据将有利于人的阿尔茨海默氏病和帕金森病等其它神经退行性紊乱疾病的研究。本试验分为3部分内容,主要内容如下: 1、小脑颗粒神经细胞模型的制备: 取7日龄幼鼠小脑,制备小脑颗粒神经细胞细胞悬液,接种到预先涂有多聚左旋赖氨酸的35mm培养皿中。培养48小时后,加入10μM的Ara-C抑制胶质细胞的生长,观察并记录细胞的生长情况。将培养成熟的小脑颗粒神经细胞分为两组,第一组为PrP106-126处理组,第二组为正常对照组,其中PrP106-126的作用浓度为50μM。在处理后的第一天起进行细胞凋亡情况的观察记录,分别记录处理后的第1d、3d、5d时对照组及处理组细胞凋亡情况。结果表明,PrP106-126可以引起小脑颗粒细胞发生凋亡,与对照组相比差异显著。 2、细胞凋亡基因的克隆及实时荧光定量PCR方法的建立与应用: 以提取的SD大鼠脑组织总RNA为模板,进行RT-PCR,获得的多个细胞凋亡相关基因片段,连接pMD-18T载体,进行测序,测序正确的重组质粒即所需标准质粒。提取对照组及处理组小脑颗粒神经细胞的总RNA,反转录合成cDNA,进行实时荧光定量PCR确定基因的表达量。结果表明,克隆得到的bax、bc1-2、caspase3和myc4个细胞凋亡基因片段,经测序比对所克隆基因序列是正确的。实时荧光定量PCR结果显示,与对照组相比,处理组bax、caspase3及myc3种基因的表达量明显升高,差异显著(P<0.05),bc1-2基因的表达量明显下降,差异显著(P<0.05)。从结果可以得到,促进细胞凋亡基因的表达量升高,抑制细胞凋亡基因的表达量下降,细胞趋于凋亡。 3、细胞氧化应激指标的测定应用细胞氧化应激指标检测试剂盒,检测PrP106-126处理组及正常对照组小脑颗粒神经细胞的细胞培养液的氧化能力,测定其总抗氧化能力(T-AOC),超氧化物歧化酶(SOD),谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-PX),丙二醛(MDA)等4个氧化应激指标。结果表明,经PrP106-126处理的小脑颗粒神经细胞T-AOC、SOD、GSH-PX的含量明显降低,差异显著(P<0.05),MDA的含量明显升高,差异显著(P<0.05)。从结果可以得出,消除细胞自由基的抗氧化应激酶的含量减少,自由基的含量增加,细胞总抗氧化能力下降,细胞趋于凋亡。