年齡對腦鐵平衡和帕金森病及阿爾茨海默病相關蛋白聚集情況的影響.pdf

1、背景:
　　鐵是多種蛋白發(fā)揮正常功能的必需成分，包括氧運輸、線粒體呼吸鏈和DNA合成相關的蛋白質。在腦內，鐵是少突膠質細胞參與髓鞘蛋白和脂肪酸合成過程中的關鍵物質，同時還是神經元神經遞質合成過程中重要參與酶的輔基。腦鐵代謝異常具有非常嚴重的損傷性，必須受到嚴格的調控。過量的鐵可以通過參與Fenton反應產生羥基自由基，攻擊細胞的DNA、蛋白質和脂質。在過去幾十年里，很多研究表明腦鐵水平異常升高與神經退行性疾病之間，如帕金森?。≒a

2、rkinson's disease，PD）和阿爾茨海默病(Alzheimer's disease，AD)，存在密切聯(lián)系。年齡一直被認為是AD和PD發(fā)病的重要危險因素，并且衰老過程中腦鐵增加和聚集可能在AD和PD的發(fā)病過程中發(fā)揮重要作用。然而，到目前為止，在衰老過程中鐵在不同的腦區(qū)異常增加和聚集的原因和機制，以及腦鐵平衡的調控機制還不清楚，同時對年齡、鐵和神經退行性疾病三者之間關系的探索尚缺乏系統(tǒng)研究。
　　目的:
　　為了初

3、步明確年齡、腦鐵代謝異常和AD及PD之間的相關性，采用三個年齡段的SD大鼠，包括年輕組（3月齡，n=9），成年組（11月齡，n=9）和老年組（24月齡，n=9），并選擇AD和PD密切相關的四個腦區(qū)——皮層、海馬、紋狀體和黑質，進行系統(tǒng)研究。
　　方法:
　　在第一部分，我們利用石墨爐原子吸收光譜法和DAB強化的Perl's鐵染色的方法分別系統(tǒng)地對目的腦區(qū)的鐵水平和分布情況進行了檢測。在第二部分，我們利用western blo

4、t和免疫組織化學染色方法在不同年齡組大鼠的四個腦區(qū)檢測了鐵相關蛋白的表達水平和分布情況。在第三部分，我們利用免疫組織化學染色方法檢測了AD相關蛋白在不同年齡大鼠皮層和海馬中的表達情況;利用免疫熒光雙染的方法檢測PD相關蛋白在不同年齡大鼠黑質中的表達情況。
　　結果:
　　通過第一部分的研究，發(fā)現(xiàn)隨年齡增長在海馬和紋狀體中的鐵含量顯著增加。隨年齡的增長，四個腦區(qū)的鐵染色強度增強，鐵陽性細胞數(shù)目增加。另外，還發(fā)現(xiàn)在皮層中鐵聚集明

5、顯存在的細胞類型為神經元，而在其他三個腦區(qū)鐵聚集主要存在于少突膠質細胞。并且還在海馬和紋狀體中發(fā)現(xiàn)形態(tài)類似小膠質細胞或星形膠質細胞的細胞中存在鐵聚集。通過第二部分的研究，發(fā)現(xiàn)(1)在四個腦區(qū)中，F(xiàn)erritin的表達水平隨年齡增長逐漸增加，并且表達分布模式與鐵聚集一致。(2)在海馬和紋狀體中，DMT1的表達水平隨年齡增長先升高后下降;在黑質中，DMT1的表達水平在年輕組和成年組大鼠之間沒有明顯差異，但老年組大鼠中的表達水平顯著升高。(3

6、) TfR1的表達水平在海馬、紋狀體和黑質中隨年齡增長顯著下降。(4)隨年齡增長Cp的表達水平在紋狀體和黑質中顯著升高。(5) Fpn1的表達水平除了在老年鼠紋狀體中檢測到顯著降低，而在其他腦區(qū)中沒有發(fā)現(xiàn)明顯改變。(6)隨年齡增長，hepcidin在四個腦區(qū)中的表達水平隨年齡增長顯著升高。通過第三部分的研究，發(fā)現(xiàn)隨年齡增長，Aβ和PHF-Tau在皮層和海馬中的表達水平顯著升高，主要分布的細胞類型為神經元，并在細胞內發(fā)生聚集。在黑質中的T

7、H陽性神經元中，隨年齡增長，α-synuclein的表達水平逐漸升高并聚集，而TH的表達強度呈顯著減弱的趨勢。并且在老年鼠的黑質中發(fā)現(xiàn)TH陽性神經元丟失現(xiàn)象。
　　結論:
　　通過上述研究，我們發(fā)現(xiàn)年齡對鐵的分布及含量，鐵相關蛋白的表達水平和分布具有顯著的影響作用。另外，我們還發(fā)現(xiàn)年齡可以顯著影響AD和PD密切相關蛋白的表達水平，提示年齡在AD和PD的發(fā)病過程中可能發(fā)揮重要作用。AD和PD相關蛋白表達和聚集與鐵聚集的細胞類型