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锂盐神经保护作用机制的研究进展
锂盐作为治疗躁狂抑郁症的主要药物,在近年来的研究中发现它在体内外均具有很好的神经保护作用,可用于治疗阿尔茨海默病、亨廷顿舞蹈病和脑缺血等脑血管疾病.其神经保护作用机制涉及多个方面,包括糖原合酶激酶-3、NMDA离子通道、bcl-2蛋白家族、脑源性神经营养因子信号传导通路、丝裂原激活的蛋白激酶信号传导通路、c-fos及c-jun,目前尚未完全阐明.综述锂盐的神经保护作用及其机制的研究进展.
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糖尿病鼠脑中β-淀粉样蛋白和谷氨酸转运体的改变及其机制
目的探讨糖尿病大鼠皮层神经元β淀粉样蛋白(Aβ)以及谷氨酸转运体的功能变化及其可能机制.方法用链脲佐菌素建立糖尿病大鼠模型,并检测正常对照组、糖尿病(DM)模型组、DM+NaCl组、DM+LiCl组糖原合酶激酶-3(GSK-3)的活性、谷氨酸转运体功能及Aβ水平.结果DM组与对照组相比,GSK-3活性(P＜0.05)和Aβ40生成(P＜0.01)显著增加,谷氨酸转运体的功能显著减弱(P＜0.05);GSK-3的抑制剂LiCl能显著降低糖尿病鼠Aβ40水平(P＜0.01)和改善谷氨酸转运体的功能(P＜0.05).结论糖尿病大鼠皮层Aβ40生成增加、谷氨酸转运体的功能降低、GSK-3升高在这一病理改变过程中起着重要作用.
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糖尿病大鼠脑皮质tau过度磷酸化的机制及氯化锂的作用
目的研究糖尿病大鼠并发阿尔茨海默病的可能机制以及氯化锂(LiCl)的作用.方法用链脲佐菌素(STZ)建立糖尿病大鼠模型,用32p放射性标记法检测对照组、糖尿病(DM)组、DM+NaCl组和DM+LiCl组的糖原合酶激酶-3(GSK-3)的活性,用蛋白印迹法检测tau蛋白磷酸化水平,用电跳台试验检测大鼠的保留记忆.结果DM组与对照组相比,GSK-3活性明显增加,tau蛋白磷酸化程度明显升高,且伴有记忆障碍(P＜0.05).与DM组相比较,DM+LiCl组GSK-3活性和tau蛋白过度磷酸化程度均降低(P＜0.05,P＜0.01),记忆障碍改善(P＜0.05).结论糖尿病大鼠脑皮层GSK-3活性升高,LiCl通过抑制GSK-3活性,降低tau蛋白过度磷酸化,改善糖尿病大鼠的记忆障碍.
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甲状腺素对阿尔茨海默病患者淋巴细胞糖原合酶激酶-3的影响
目的:探讨甲状腺素对阿尔茨海默病患者淋巴细胞糖原合酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)的影响.方法:用32P标记法检测正常老年人组,阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)组,甲状腺素治疗组淋巴细胞糖原合酶激酶-3的变化,并用放射免疫法检测这些组血清三碘甲状腺原氨酸(triiodothyronine,T3 )、T4甲状腺素(tetraiodothyronine,T4)、游离三碘甲状腺原氨酸(freetriiodothyronine,FT3)、FT4 游离甲状腺素(free thyroxine,FT4)、促甲状腺激素(thyrotropin,TSH)的变化.结果:与对照组比较,AD组及甲状腺素组治疗前T3及FT3的含量存在明显降低(P<0.01,P<0.01).TSH水平也明显降低(P<0.01,P<0.01),且伴有淋巴细胞GSK-3活性的明显降低(P<0.01,P<0.01).甲状腺素治疗后,T3、FT3、TSH水平明显恢复(P<0.01),淋巴细胞GSK-3的活性明显降低(P<0.01),与对照组无明显差别(P>0.05).结论:AD患者甲状腺功能降低,且伴有GSK-3活性升高,甲状腺素治疗后甲状腺功能恢复,且GSK-3活性降低,提示甲状腺素对AD治疗可能有价值.
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糖原合酶激酶3与2型糖尿病
糖原合酶激酶3(GSK-3)作为表达于各种组织的丝/苏氨酸激酶,具有广泛的细胞调节功能,可抑制糖原合成及葡萄糖转运,促进糖异生并阻碍胰岛素信号转导,抑制胰岛素分泌,从而发挥升高血糖的作用.研究表明,2型糖尿病时GSK-3活性明显升高,它可能对2型糖尿病的发生、发展产生重要影响.抑制GSK-3的活性可能成为治疗2型糖尿病的新途径.
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GSK-3抑制剂对大鼠肝脏创伤的保护作用
目的 探讨糖原合成酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)抑制剂和葡萄糖联合应用对大鼠肝脏创伤救治的影响及其机制.方法 健康SD大鼠49 只,全部建立大鼠肝脏撞击破裂伤模型.先取42 只建模大鼠随机分为三组,即对照组(氯化钠组)、葡萄糖组、GGI组(葡萄糖+GSK-3抑制剂联合应用组)(n=14).各组再随机分为缺血前和再灌注4 h两个亚组(n=7).剩余7 只建模大鼠为再灌注4 h假手术组.测定各组外周血中AST及ALT含量、肝组织糖原及ATP含量、Ca~(2+)-ATP酶活性及Ca~(2+)浓度.结果 与缺血前比较,再灌注4 h各组肝糖原和ATP含量均明显降低(P<0.01);而除假手术组外,各组外周血ALT、AST水平及肝组织Ca~(2+)浓度均明显增高,肝组织Ca~(2+)-ATP酶活性均明显降低(P<0.01).缺血前,肝组织糖原含量:对照组<葡萄糖组
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糖尿病患者外周血白细胞GSK-3及MMSE的测定
目的检测糖尿病患者外周血白细胞GSK-3的活性以探讨糖尿病患者饼发阿尔茨海默病的可能发病机制.方法选择Ⅱ型糖尿病患者42例及健康体检者31例为对照组.分别检测其外周血白细胞GSK-3的活性;同时测评其MMSE评分;并比较两组酶活性及MMSE评分情况.结果外周血白细胞GSK-3活性糖尿病组明显高于与对照组;而MMSE评分糖尿病组明显低于对照组;差异有显著性意义.结论糖尿病患者外周血白细胞GSK-3的活性明显增高,GSK-3的活性增高可以导致微管相关蛋白tau过度磷酸化及β淀粉样蛋白过度堆聚,从而诱发阿尔茨海默病.
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糖元合酶激酶-3过度激活对神经细丝磷酸化的影响
目的:在细胞水平研究糖元合酶激酶(GSK-3)过度激活对神经细丝磷酸化的影响.方法:采用磷酯酰肌醇三磷酸激酶(PI3K)的特异性抑制剂渥曼青霉素(wortmannin, WT)处理野生型小鼠成神经瘤细胞株(N2a/wt),免疫印迹技术及酶活性测定检测GSK-3活性,免疫荧光技术检测神经细丝(NF)的磷酸化状态.进一步采用GSK-3特异性的抑制剂LiCl处理上述细胞,检测上述相同指标.结果:WT处理N2a细胞1h后,GSK3酶活性显著增加,并使抗体SMI31显色增强,SMI32显色减弱,提示NF被过度磷酸化.而采用WT和LiCl联合处理N2a/wt细胞,GSK-3活性显著降低,与此同时,NF的磷酸化程度明显减少.结论:GSK-3过度激活可引起细胞骨架蛋白NF的异常过度磷酸化,而过度磷酸化的NF可能参与了AD的病理过程.
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糖原合酶激酶-3导致阿尔茨海默病模型大鼠认知障碍的机制研究
目的 探讨糖原合酶激酶-3 (GSK-3)对老年阿尔茨海默病(AD)模型大鼠认知功能及海马乙酰胆碱(ACh)水平的影响,从而找寻AD记忆障碍的机制.方法 30只Wistar大鼠随机分为3组,每组10只大鼠:侧脑室注射人工脑脊液(aCSF)组(Vehicle组)、侧脑室注射Wortmannin组(Wortmannin组)和侧脑室联合注射Wortmannin和LiCl组(Wortmannin+LiCl组).每组10只.利用Morris水迷宫检测大鼠空间记忆功能;侧脑室注射PI3K抑制剂Wortmannin后,利用放射性同位素方法检测GSK-3活性,利用免疫印迹检测GSK-3及tau蛋白磷酸化水平;利用微量渗析及高压液相色谱方法检测ACh水平.结果 侧脑室注射Wortmannin后大鼠海马GSK-3活性显著升高,GSK-3β在Ser9位点及tau蛋白在Ser396、Thr231位点磷酸化水平显著改变,说明激活的GSK-3β可以磷酸化tau蛋白并诱导AD样病理改变.侧脑室注射Wortmannin后大鼠表现出明显的空间记忆障碍,同时海马ACh水平显著降低.然而,如同时注射GSK-3抑制剂LiCl后,ACh则恢复到正常水平.结论 侧脑室注射Wortmannin可以激活海马GSK-3活性,激活的GSK-3可以通过下调ACh诱导老年AD大鼠空间记忆障碍.
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抑制聚ADP-核糖聚合酶-1活性降低HEK293/tau441细胞tau蛋白的磷酸化
为了研究聚ADP-核糖聚合酶-1 fpoly(ADP-ribose)polymerase-1,PARP-1]对微管相关蛋白tau磷酸化水平的影响,本实验分别用不同剂量(0.5,1,2,4 mmol/L)的PARP-1的抑制剂3-氨基苯甲酰胺(3-aminobenzamide,3-AB)处理稳定表达tau441蛋白的HEK293细胞.24 h后观察细胞的形态学变化,并用免疫印迹的方法检测PARP-1的聚ADP-核糖化修饰变化、微管相关蛋白tau的磷酸化水平和糖原合酶激酶-3(glycogen synthase kinase 3,GSK-3)的活性改变情况.结果显示:(1)不同浓度的3-AB处理HEK293/tau441细胞后,细胞形态未发生显著的变化;(2) PARP-1的活性下降引起tau蛋白Ser195/198/199/202位点的非磷酸化增强；(3) PARP-1的活性抑制使tau蛋白Thr231位点的磷酸化下降,同时细胞内的GSK-3的活性也下降.结果提示,PARP-1的活性抑制可能通过下调GSK-3的活性,降低tau蛋白磷酸化水平.
关键词： 聚ADP-核糖聚合酶-1 糖原合酶激酶-3 Tau蛋白 阿尔茨海默病 -
Anisomycin过度激活丝裂原活化蛋白激酶使tau发生过度磷酸化
阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)的病理特征之一是神经元内存在神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs),后者是由过度磷酸化的微管相关蛋白tau形成的双股螺旋细丝(paired helical filaments,PHFs)构成.为了探讨丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)在微管相关蛋白tau磷酸化中的作用及机制,本实验用0.1 μg/mL、0.2 μg/mL和0.4μg/mL三种不同浓度的MAPK激动剂anisomycin处理小鼠成神经瘤细胞株(mouse neuroblastoma cells,N2a),检测MAPK活性的变化及其与tau蛋白多个AD相关位点过度磷酸化的关系,并检测糖原合酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)和蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)的活性变化.结果显示,anisomycin以剂量依赖的方式激活MAPK活性,但免疫印迹结果显示tau蛋白的Ser-198/199/202位点和Ser-396/404位点的过度磷酸化只在anisomycin浓度为0.4 μg/mL时出现,三种浓度的anisomycin均未引起tau蛋白Ser-214位点磷酸化的改变;同时,GSK-3活性在anisomycin为0.1 μg/mL时没有明显变化,当anisomycin浓度升高到0.2 μg/mL和0.4 μg/mL时出现明显增高,而PKA的活性没有明显的改变.使用GSK-3的特异性抑制剂氯化锂(LiCl)则完全阻断MAPK被过度激活导致的tau蛋白磷酸化水平的增高,而同时MAPK活性不受影响.以上结果提示:过度激活MAPK可以导致tau蛋白Ser-198/199/202和Ser-396/404位点过度磷酸化,其机制可能涉及MAPK激活GSK-3的间接作用.
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糖尿病大鼠脑中β-淀粉样蛋白变化的指标观察
目的 观察糖尿病(diabetes mellitus,DM)大鼠海马神经元β-淀粉样蛋白(amyloid beta peptide,Aβ)的变化.方法 用链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)建立DM大鼠模型,用32P放射性配体结合实验检测各组糖原合酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)的活性.用免疫组织化学的方法分别检测对照组、DM组、DM+Li2CO3组Aβ的表达.结果 与对照组相比,DM组GSK-3的活性明显升高(P＜0.01),Aβ表达明显增加(P＜0.05),碳酸锂处理后GSK-3的活性明显降低(P＜0.01),Aβ的表达下调(P＜0.05).结论 DM大鼠海马GSK-3的活性异常增加,可能诱导Aβ的表达增加.
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糖原合酶激酶-3的研究进展
糖尿病(Diabetes Mellitus,DM)为内分泌系统常见的疾病,随着生活水平的提高,生活方式的改变,老龄化人口的增加,糖尿病已经成为继心、脑血管疾病、肿瘤之后威胁人类健康的第三大疾病.
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糖尿病大鼠糖原合酶激酶-3与记忆障碍的关系
目的 探讨糖尿病大鼠皮质糖原合酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)的变化在记忆障碍中的作用.方法 用链脲佐菌素(Streptozotocin STZ)建立糖尿病大鼠模型,用32p放射性标记法检测对照组,DM(Diabetes mellitus)组,DM+碳酸锂(Li2CO3)组GSK-3的活性,用蛋白印迹法检测磷酸化GSK-3β的表达,用电跳台试验检测大鼠的学习及记忆保留情况.结果 与对照组(1.07±0.07)相比,DM组的GSK-3活性(1.38±0.08)明显升高(P＜0.01),GSK-3βSer9位点的磷酸化水平(0.84±0.06)比对照组(1.05±0.08)明显降低(P＜0.01),并且,犯错次数[(2.6±0.89)次/3min]比对照组[(1.20±0.84)次/3min]增加(P＜0.05),潜伏期[(94.00±23.02)s/3min]也比对照组明显缩短[(144.00±20.74]s/3min](P＜0.01),应用Li2CO3干预后,GSK-3活性(1.13±0.06)明显降低(P＜0.01),GSK-3βSer9位点的磷酸化水平(0.97±0.06)恢复(P＜0.01),犯错次数[(1.40±0.55)次/3min]降低(P＜0.05),潜伏期[(130.00±18.72)s/3min]明显延长(P＜0.05).结论 糖尿病大鼠脑皮质GSK-3活性升高,可能导致其学习及记忆障碍,Li2CO3抑制GSK-3后,明显改善糖尿病大鼠的学习及记忆障碍.
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胰岛素抑制糖尿病大鼠皮质tau蛋白磷酸化作用的研究
目的 探讨胰岛素抑制糖尿病大鼠皮质tau蛋白磷酸化、改善记忆障碍的可能机制.方法 用链脲佐菌素(STZ)建立糖尿病大鼠模型,用32P放射性标记法检测对照组、DM(Diabetes mellitus)组及Insulin组糖原合酶激酶-3(glycogen synthase kinase-3,GSK-3)的活性,用蛋白印迹法检测tau蛋白磷酸化水平,用电跳台试验检测大鼠的保留记忆.结果 与对照组相比,DM组的GSK-3活性明显增加(P＜0.01),tau蛋白在Ser198/Serl99/Ser202位点出磷酸化程度明显升高(P＜0 01,),且伴有记忆障碍.与DM组相比较,Insulin组GSK-3活性降低(P＜0.01),tau蛋白在Ser198/Ser199/Ser202位点磷酸化降低,(P＜0.05),记忆障碍改善,与对照组比较无统计学差异(P＞0.05).结论 糖尿病大鼠脑皮质GSK-3活性升高,tau蛋白过度磷酸化增加,胰岛素通过抑制GSK-3活性,降低tau蛋白过度磷酸化,改善糖尿病大鼠的记忆障碍.
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GSK3抑制剂CHIR99021调控人诱导多能干细胞向运动神经元分化
目的 探讨不同浓度糖原合酶激酶-3(GSK3)抑制剂CHIR99021对人诱导多能干细胞(iPSC)诱导分化为运动神经元的影响,分析其促进分化的适浓度.方法 在分化早期加入不同浓度CHIR99021培养iPSC 6 d,并依此将其分为对照组(0 μmol/L)及1、2、3、4 μmol/L组.分别在诱导分化早期、中期、晚期对各组细胞进行光镜观察和免疫荧光鉴定.结果 在分化早、中、晚各期,细胞计数显示CHIR99021浓度越高细胞数量越多.早期,0~3 μmol/L组神经干细胞标志物SOX1表达量无差异,4 μmol/L组低于其余各组(P均<0.05);中期,0~3 μmol/L组运动神经元前体标志物Olig2的表达量随CHIR99021浓度增加而增加(P<0.05),而4μmol/L组则稍低于3μmol/L组(P<0.05);晚期,2~4μmol/L组的细胞成功表达成熟运动神经元标志物胆碱乙酰转移酶(ChAT),而0~1μmol/L组未表达?结论 在神经分化的早期应用一定浓度的CHIR99021可以促进iPSC的细胞增殖,提高分化效率,并终诱导其成为成熟运动神经元,其中3μmol/L为诱导佳浓度.
