抗体中和Aβ寡聚体后对激活的BV2细胞P38信号通路及IL-1β的影响

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研究背景:  Alzheimer病(Alzheimers disease,AD)是一种病因不明的神经系统退行性变疾病,组织病学表现为老年斑、神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFT)等。随着老化的进展,AD的发病事逐渐升高。对其机制的研究一直在进展,其中小胶质细胞在AD发生发展中的作用一直是备受争议的热点。  正常情况下,脑内的小胶质细胞主要通过吞噬淀粉样纤维对淀粉样蛋白(beta amyloid,Aβ)引起的神经元丢失起到保护作用。活化的小胶质细胞能清除神经系统中的死亡细胞,并且分泌帮助神经元存活的神经营养因子,但在AD等神经退变性疾病的微环境中,小胶质细胞异常激活后就往往变得难以控制,表现出形态和功能的可塑性,最终转化为巨噬细胞的原型,包括形态变化、产生多种免疫炎性和神经毒性因子,对神经细胞和其他胶质细胞产生影响。活化的小胶质细胞已成为各种神经元退行性变包括AD的重要病理标志。本研究通过抑制激活的BV2小胶质细胞,探讨去除Aβ刺激后小胶质细胞是否能持续介导炎症反应。  大量研究显示Aβ淀粉样蛋白能改变小胶质细胞的活性,细胞膜受体及信号通路在这个过程中起到重要作用。不同的细胞膜受体,包括CD36、α6β1整合素、CD14、TLR2、P2X7受体,与Aβ结合,激活P38MAPK信号通路导致小胶质细胞的活化,上调炎症因子IL-1β的产生,炎症因子又可活化P38MAPK信号通路,造成恶性循环。  虽然淀粉样蛋白级联假说是目前最广为接受的AD发病假说,越来越多的学者研究发现即使使用AD疫苗减少小鼠脑中Aβ沉积含量,其神经退行性变依然持续存在且不断进展恶化,使得人们开始从间接激活损伤的角度开始怀疑。因此探讨激活的小胶质细胞对神经系统退行性交的影响显得尤为重要。  目的:  观察体外培养条件下人工合成的抗Aβ1-42抗体对用淀粉样蛋白寡聚体激活的BV2细胞P38MAPK通路表达及IL-1β的作用。以探讨抑制激活的小胶质细胞对P38表达及炎症反应的影响,观察在去除Aβ1-42的刺激后信号通路活性及细胞炎症因子IL-1β浓度变化。  方法:  培养BV2小胶质细胞;按William L.Klein(2002)方法制备Aβ1-42寡聚体(ADDLs)备用;倒置显微镜下观察细胞形态变化;使用ELISA试剂盒检测细胞上清中细胞因子IL-1β水平;WESTERN BLOT检测BV2细胞中总P38与磷酸化P38蛋白表达含量。  结果:  1、倒置显微光镜下观察BV2细胞形态学变化  (1)空白对照组中BV2细胞形态未见明显改变;  (2)BV2细胞激活组培养液中加入2umol/l的ADDLs作用6小时后细胞形态出现明显改变,细胞皱缩变圆,突触变短,细胞间隙变大;  (3)待ADDLs作用6小时后加入抗Aβ1-42抗体中和,继续作用6小时发现细胞形态依然在持续皱缩,但在相同时间点较激活组皱缩程度轻;。  (4)继续观察激活组与抗体组12、18、24小时发现,抗体组细胞形态及细胞间隙改变在相同时间点较激活组轻,但较空白组细胞形态仍未见明显改善,推测细胞损伤在持续进行中。  2、ELISA法测细胞上清IL-1β浓度  (1)在空白对照组中,IL-1β浓度较低,不随时间发生变化;  (2)在激活组中,IL-1β浓度明显高于对照组(P<0.05),IL-1β浓度随时间先上升后下降;  (3)在抗体组中,IL-1β浓度明显高于对照组(P<0.05),IL-1β浓度随时间先上升后下降;  (4)激活组与抗体组IL-1β浓度无明显统计学差异(P>0.05),提示抗Aβ1-42抗体并不能阻止炎症反应组。  3、WESTERN BLOT法检测BV2细胞磷酸化P38与总P38表达  (1)对照组中总P38蛋白与磷酸化P38蛋白表达随时间无明显变化;  (2)在激活组中磷酸化P38灰度随时间先增强下降,总P38蛋白的量与空白组无明显变化(P>0.05);  (3)在抗体组中磷酸化P38灰度明显低于激活组(P<0.05),高于空白组,且随时间先上升后下降,总P38蛋白表达与对照组相同。  结论:  (1)淀粉样蛋白寡聚体(ADDLs)可刺激BV2小胶质细胞发生形态学改变:细胞皱缩变圆,突触缩短或消失,细胞多形性逐渐消失;抗Aβ1-42抗体中和细胞组虽能减缓细胞形态变化的速度但无法阻止形态变化的继续;  (2)激活组细胞上清中IL-1β浓度随ADDLs作用时间的先上升后下降;抗体组IL-1β浓度随时间先上升后下降,上升速度明显缓于激活组;激活组与抗体组细胞因子浓度无明显统计学差异(P>0.05);  (3)激活组与抗体组磷酸化P38灰度随时间先上升后下降;抗体组磷酸化P38蛋白灰度明显低于激活组(P<0.05),提示抗Aβ1-42抗体降低了P38信号通路的激活程度。
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