壓力應激下RGC細胞內Aβ蛋白的產生及其損傷機制

《壓力應激下RGC細胞內Aβ蛋白的產生及其損傷機制》是依託中山大學，由劉炳乾擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：壓力應激下RGC細胞內Aβ蛋白的產生及其損傷機制
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：劉炳乾
• 依託單位：中山大學

中文摘要

相關文獻報導及我們的前期研究已經證實：Aβ蛋白是壓力應激導致視網膜神經節細胞（RGC）凋亡的重要因子，但是其分子機制尚未明確。為了探討Aβ在壓力應激下RGC內的產生及損傷機制，本項目擬採用智慧型控制靜水壓系統培養RGC-5細胞以誘導Aβ過量表達，從而利用免疫共沉澱與免疫印跡分析Aβ在細胞內的產生與主要存在形式；然後在體內外分別檢測（體內用APPswe/PS1deltaE9轉基因小鼠-高眼壓模型，體外用RGC-5細胞）Aβ與內質網、高爾基體、溶酶體等細胞亞單位的共定位，以明確Aβ在細胞內的代謝途徑；最後通過下調（RNA干擾Aβ分泌酶）與上調（靜水壓誘導分泌）試驗分別檢測Aβ對於內質網應激、氧化應激、線粒體功能和細胞內Ca2+水平等細胞損傷指標的影響，以期闡明Aβ在RGC壓力應激中的主要損傷機制。通過本課題研究，有望為探索視網膜RGC保護的新靶點提供實驗依據與理論基礎。

結題摘要

在國家自然科學基金的資助下，本項目探討了壓力應激等條件下視網膜神經節細胞（Retinal Ganglion Cells, RGC）細胞內β澱粉樣蛋白(Amyloid Beta, Aβ)蛋白的產生及其損傷機制：1. 靜水壓力應激、缺氧損傷可誘導RGC細胞內β澱粉樣蛋白前體蛋白（Amyloid precursor protein, APP）異常酶切，並導致具有神經毒性的Aβ蛋白過表達；2.在智慧型控制培養系統內的低氧、靜水壓微環境中RGC細胞的凋亡與Aβ產生有關；3.在智慧型控制培養系統誘導的低氧、靜水壓微環境中RGC細胞內活性氧(Reactive oxygen species，ROS)釋放增加，線粒體膜電位降低，表現為細胞氧化應激反應；4.氧化應激誘導RGC細胞內的乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）釋放增加，MTP-131可以部分逆轉氧化應激引起的LDH釋放，且成劑量依賴性；5.氧化應激導致RGC細胞線粒體去極化，MTP-131可以部分逆轉該病理過程；氧化應激導致RGC細胞內ROS增加，MTP-131可以降低ROS的釋放增加。6. 壓力應激誘導RGC細胞內質網應激反應激活。內質網應激可以直接導致RGC細胞內APP代謝酶BACE1和PS1表達水平變化，APP酶切、Aβ蛋白產生增加；7. 內質網應激損傷過程中Aβ蛋白的代謝關鍵酶Neprilysin、ECE1、 ECE2沒有活性變化，說明Aβ蛋白的生成主要是通過酶切增加產生；8. 內質網應激損傷過程中同時伴有caspase-3/CHOP細胞凋亡信號啟動。相關研究結果已經發表SCI論文3篇，參與國際會議（ARVO2013，Seattle）論文展示1次，另有SCI論文1篇回修中，本項目所用的智慧型控制壓力培養系統已經申請發明專利1項(專利號201210379087.9 )，已授權。