BDNF及其受體TrkB在PKU模型中的表達(dá)及機制研究.pdf

1、苯丙酮尿癥是一種能導(dǎo)致兒童智力發(fā)育落后的遺傳代謝性疾病,苯丙氨酸及其代謝產(chǎn)物在體內(nèi)蓄積是苯丙酮尿癥患者腦損傷的根本因為,但其腦損傷的確切機理不甚明了。最新的研究顯示,苯丙氨酸損害了神經(jīng)元突觸傳遞,影響突起分支和樹突棘形成,并且還能引起了線粒體依賴性的凋亡,從而影響神經(jīng)元的發(fā)育、存活和突觸可塑性。在神經(jīng)元的發(fā)育和存活中,腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子BDNF/TrkB發(fā)揮了重要的作用。除了保護神經(jīng)元免于多重不利因素引起的損傷,BDNF/TrkB還調(diào)節(jié)

2、突觸傳遞,在突觸可塑性及學(xué)習(xí)和記憶過程中扮演了重要的角色,BDNF/TrkB信號途徑可能在PKU模型中受到了干擾。
　　 為了檢測高濃度苯丙氨酸對神經(jīng)元的損害作用,在體外培養(yǎng)的胚鼠大腦皮層神經(jīng)元模型中,加入高濃度苯丙氨酸誘導(dǎo),采用免疫細(xì)胞化學(xué)方法標(biāo)記神經(jīng)元,來檢測神經(jīng)元最長突起長度,用MTT方法檢測神經(jīng)元存活率,結(jié)果表明高濃度苯丙氨酸抑制神經(jīng)元最長突起長度,并且抑制了神經(jīng)元的存活,說明高濃度苯丙氨酸抑制了體外培養(yǎng)的皮層神經(jīng)元的生

3、長和存活。
　　 為了進(jìn)一步檢測高濃度苯丙氨酸對神經(jīng)元的損傷機制,在體外培養(yǎng)的胚鼠大腦皮層神經(jīng)元模型中,加入高濃度苯丙氨酸誘導(dǎo),采用real～time RT-PCR和蛋白免疫印跡方法檢測BDNF/TrkB mRNA和蛋白在PKU模型中的表達(dá),以及下游信號蛋白ERK和Akt磷酸化水平變化。結(jié)果表明BDNF mRNA和蛋白在18小時和30小時表達(dá)降低,TrkB mRNA和蛋白不變。BDNF/TrkB信號途徑下游的ERK和Akt蛋白磷

4、酸化水平在第18小時開始下降。說明高濃度苯丙氨酸抑制了體外培養(yǎng)的皮層神經(jīng)元BDNF的表達(dá)及其下游ERK和Akt信號途徑。
　　 為了進(jìn)一步了解BDNF/TrkB信號途徑在PKU腦損傷中的作用,我們用PAHenu2小鼠模型觀察了BDNF/TrkB通路在小鼠大腦皮層發(fā)育期間mRNA和蛋白的表達(dá)變化,同時觀察了下游信號通路ERK和Akt磷酸化水平的變化。結(jié)果表明在第1周PKU小鼠TrkB表達(dá)升高,下游ERK和Akt磷酸化水平升高；第2

5、周PKU小鼠BDNF和TrkB mRNA和蛋白表達(dá)量減少,下游ERK和Akt磷酸化水平明顯降低；第3周BDNF和TrkB mRNA水平明顯升高,但是其蛋白水平卻降低,ERK和Akt磷酸化水平?jīng)]有明顯改變；第4周BDNF mRNA較野生小鼠降低了20％,但是其蛋白水平?jīng)]有變化,TrkB表達(dá)量沒有變化,但是下游ERK和Akt磷酸化水平明顯降低。說明BDNF/TrkB信號途徑在PKU小鼠突觸發(fā)育關(guān)鍵期第2周明顯被抑制,從而參與了PKU腦損傷。