过表达人tau蛋白对胶质细胞和神经元的影响-病理学与病理生理学专业论文.docxVIP

华 华 中 科 技 大 学 博 士 学 位 论 文 PAGE 10万方数据 PAGE 10 万方数据 Part I 过表达人 tau40 导致神经元损伤和胶 质细胞炎症 摘 要 背景：神经炎症在阿尔茨海默症（Alzheimer‘s Disease，AD）及其他tau蛋白病的 病理进程中发挥着基础性的作用。在AD脑的病理易损区域明显存在着炎症反应，这 种炎症过程是由小胶质细胞所介导的，小胶质细胞是脑内的免疫效应细胞，它是大脑 固有免疫系统的组成部分。tau蛋白异常可以引起神经退行性疾病，在转人突变型tau 蛋白的转基因小鼠中发现小胶质细胞的激活与tau蛋白的沉积是相关联的，在转人错误 折叠的截短tau蛋白的转基因鼠中也发现小胶质细胞被激活。尽管现在已经有人tau蛋 白模式转基因鼠，但tau蛋白的细胞毒性作用及其机制却不清楚。在本实验中，我们研 究了人tau蛋白的一种亚型，人最长tau亚型tau40（human tau40，htau40）的局部表达 是否能诱导发生神经炎症反应以及这种炎症反应的机制，我们利用表达人tau40蛋白的 腺相关病毒为载体，使小鼠脑内局部区域感染人tau40病毒，从而观察人tau40蛋白对 神经元的毒性作用，并探讨了这种毒性作用与神经炎症之间的关系。 目的：研究 htau40 的毒性作用与神经炎症之间的关系。 方法：采用脑立体定位注射技术使小鼠海马齿状回区（dentate gyrus，DG），纹状 体（striatum）和內嗅皮层（entorhinal cortex，EC）感染 AAV-ctrl 或 AAV-htau40 病毒； 用激光共聚焦显微镜观察 AAV-htau40 对神经突（neurite）的损伤；采用 tau1 与微管 相关蛋白 2（microtubule associated protein 2，MAP2）抗体确定神经突的损伤存在于 树突还是轴突；采用 CD68（cluster of differentiation 68）抗体与胶质原纤维酸性蛋白 （glial fibrillaryacidic protein，GFAP）抗体检测小胶质细胞和星形胶质细胞的激活情 况；采用 tau1 及 pS396 抗体检测 htau40 感染区域 tau 蛋白的磷酸化情况；采用高尔基 染 色 检 测树 突 棘的 形态 数 量 的改 变 ；采 用 离 体 脑 片电 生 理技 术检 测 长 时程 增 强 （long-term potentiation，LTP）的改变；采用水迷宫以及条件恐惧实验检测小鼠的学 习记忆能力的改变；采用 transwell 以及划痕实验检测 N2a/wt 转 htau40 细胞的培养基 对小胶质细胞迁移能力的影响；采用 ELISA 技术检测 N2a/wt 转 htau40 质粒之后以及 原代皮质神经元感染 AAV-htau40 之后炎症相关分子的水平的改变； 结果：（1）AAV-htau40 的感染可以引起神经突的损伤，且这种损伤存在于轴突当 中；（2）AAV-htau40 的感染显著激活了小胶质细胞以及星形胶质细胞；（3）AAV-htau40 的感染 损伤了 树突 棘 的正常 形态以 及数 量 ，减弱 了神经 元的 突 触可塑 性；（ 4） AAV-htau40 的感染增强了 tau 蛋白的磷酸化；(5) htau40 造成树突棘的损伤以及 LTP 的抑制。（6）AAV-htau40 造成动物行为学上的渐进性损伤；（7）htau40 的条件培养基 在体外可以促进小胶质细胞的迁移能力；（8）htau40 损伤的神经元可能通过释放趋化 因子 CX3C 配体 1（Chemokine (C-X3-C motif) ligand 1，CX3CL1），肿瘤坏死因子 α （tumor necrosis factor-α，TNF-α）以及白介素-6（Interleukin 6，IL-6）等来激活神经 胶质细胞；（9）免疫抑制剂 FK506 能够减弱由 AAV-htau40 感染造成的小胶质细胞与 星形胶质细胞的激活。 结论：(1)炎症过程参与了htau40的毒性作用；(2) htau40的毒性作用是由小胶质细 胞介导的；(3) 小胶质细胞、星形胶质细胞的激活以及轴突的退化，突触的损伤是 htau40病理的早期事件。 关键词：阿尔茨海默症， 人tau40，神经炎症，胶质细胞 Overexpression of htau40 causes neuronal injury and glial cell inflammation Abstract Background: Neuroinflammation plays a fundamental role in the pathogenes