PARP-1-AIF通路介導戊二酸尿癥Ⅰ型大鼠大腦皮質損傷的機制研究.pdf

1、背景及目的：
　　戊二酸尿癥Ⅰ型是戊二酰輔酶A脫氫酶缺陷引起的常染色體隱性遺傳性疾病。致病基因定位于19p13.2。該病的生化特征是戊二酸、三羥戊二酸和戊烯二酸等有害代謝產物累積體液和組織中。臨床表現主要為大頭畸形、進行性肌張力異常和運動障礙?；純撼Ｔ谏?-36月非特異性疾?。ㄈ绺腥尽⒚庖呓臃N、手術等所致高代謝狀態(tài)下）引發(fā)急性腦病危象，導致急性紋狀體和皮質損害，重者可危及生命。在影像學上，GAⅠ患者表現出特異性的年齡-腦區(qū)依賴性

2、的神經病理損害特征，包括額顳葉皮質萎縮、紋狀體退行性變、腦白質營養(yǎng)不良、大腦外側裂增寬等。近年來的研究熱點多集中在興奮性神經毒性、氧化應激和能量障礙等，但具體的發(fā)病機制尚未明確。
　　Parthanatos是近幾年發(fā)現的一種新的PARP-1依賴的細胞死亡通路，以PARP-1激活為基礎，消耗NAD+，從而生成PAR，促使AIF從線粒體轉位到細胞核，引起染色質凝集和DNA大片段化，誘導細胞死亡。PARP具有聚合核苷酸和進行蛋白修飾的作

3、用，而PARP-1在PARP家族中含量最高，起主要的DNA修復功能。輕微的DNA損傷可適度激活PARP，修復DNA，使細胞存活。而大面積DNA斷裂使PARP過度激活，推進細胞死亡進程。研究發(fā)現抑制PARP-1具有神經保護作用，有望成為治療該類疾病的新靶點。PJ34是一種競爭性、選擇性PARP-1/2抑制劑，在帕金森病、缺血再灌注損傷、糖尿病等疾病中起保護作用。
　　本實驗擬通過新生乳鼠慢性皮下注射戊二酸，制作戊二酸血癥I型模型，并

4、腹腔注射PARP-1抑制劑，組織學觀察各組實驗鼠額葉和顳葉神經細胞的病理形態(tài)改變，檢測額葉和顳葉中PARP-1和AIF蛋白表達水平，進而從動物水平探討Parthanatos通路在戊二酸致大鼠腦損傷中的分子機制，以及PARP-1抑制劑對皮質神經元的保護作用，篩選臨床干預靶點，為治療提供理論基礎。
　　方法：
　　1、新生 SD雄性大鼠隨機分為5組：正常對照組（NS）、低劑量戊二酸組（LGA）、高劑量戊二酸組（HGA）、低劑量+

5、保護劑組（LGA+PJ34）和高劑量+保護劑組（HGA+PJ34）。
　　2、生后第4 d開始給藥，LGA組和HGA組分別以5μmol/g和10μmol/g的計量頸背部皮下注射戊二酸，NS組以5μmol/g頸背部皮下注射生理鹽水。保護劑（PJ34）于每天第一次給藥前30min以10mg/kg的計量腹腔注射。給藥時間：7:30，15:00，22:30。連續(xù)給藥20 d（生后第23 d），最后一次給藥12h后開始取材。
　　3、

6、統(tǒng)計學分析各組實驗鼠每日體重增長，HE染色觀察其額葉和顳葉神經細胞病理變化，Western blot檢測額顳葉中PARP-1和AIF蛋白表達水平。
　　結果：
　　1、HGA組存活率明顯低于其他各組。給藥期間，LGA組和NS組的體重增加無顯著差異；給藥1～20天，HGA組體重增加明顯低于NS組和LGA組，在給藥前7d，體重增加最慢，隨著給藥時間延長，體重增加趨勢有所上升；PJ34可明顯改善高劑量GA引起的乳鼠體重增加遲緩，而

7、LGA+ PJ34組和LGA組體重增加無顯著性差異。給藥時間越長，各實驗組體重增加差異逐漸縮短。
　　2、組織病理學發(fā)現GA導致額葉和顳葉細胞形態(tài)發(fā)生變化，排列紊亂，細胞空泡樣變，染色質凝集。HGA較LGA變化更加明顯。保護劑PJ34可以改善GA導致的神經細胞形態(tài)學變化，細胞形態(tài)改善，排列較為規(guī)律，空泡樣變減少。
　　3、皮下注射GA能引起額葉和顳葉組織PARP-1、AIF表達均高于生理鹽水組，并且HGA組的表達水平高于LG