抗GM1 IgG抗体通过激活AMPK抑制AMAN细胞模型轴索样生长

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目的:吉兰-巴雷综合征(Guillain-Barrésyndrome,GBS)是一组自身免疫介导的周围神经病,以急性对称性四肢迟缓性瘫痪和免疫治疗有效为特征,电生理表现为多发周围神经和神经根的脱髓鞘和(或)轴索损伤。急性运动轴索性神经病(Acute motor axonal neuropathy,AMAN)是GBS常见的亚型之一,其病理改变以广泛的周围神经轴索病变为主。目前研究认为,病原体通过分子模拟机制诱导人体自身免疫性抗体的产生导致了AMAN发病,但其确切发病机制仍不明确。能量代谢在细胞损伤修复过程中发挥着重要作用,近年来的研究表明:能量代谢在神经元轴索生长或再生的过程中发挥了关键性的作用,这为AMAN的治疗提供新的思路。腺苷酸活化蛋白激酶(Adenosine monophosphate-activated protein kinase,AMPK)是细胞能量监测器,通过磷酸化调控细胞能量平衡。本研究通过建立AMAN细胞模型,比较其与对照组细胞中磷酸化腺苷酸活化蛋白激酶(Phospho-adenosine monophosphate-activated protein kinase,p-AMPK)/AMPK的表达情况,探讨抗GM1 Ig G抗体对p-AMPK/AMPK表达的影响;通过靶向能量代谢物分析AMAN细胞模型中能量代谢物的变化,探讨能量代谢在AMAN发病过程中作用,为开发AMAN新的治疗方案提供理论依据。方法:选取未分化PC-12细胞作为本研究细胞模型的来源,用神经生长因子(Nerve growth factor,NGF)诱导其向神经元样细胞分化;利用细胞免疫荧光法对比不同时间点细胞的形态变化及细胞膜上GM1的表达情况,选取最佳分化时间点(48h);利用Protein G层析柱纯化AMAN患者血清中的抗GM1 Ig G抗体;基于PC-12细胞最佳分化时间点,在不同时间点加入抗GM1 Ig G抗体干预已分化的神经元样细胞建立AMAN细胞模型;同时建立正常组和对照Ig G处理组。利用免疫印迹法比较不同时间点的正常组、AMAN模型组与对照Ig G处理组细胞内p-AMPK/AMPK的表达,选取差异时间点(24h);利用细胞免疫荧光法比较24h的三组细胞的伪足长度;利用靶向能量代谢物分析法比较正常组、AMAN模型组、对照Ig G处理组与AMPK活化抑制组之间的代谢物表达情况;利用Image J软件测定细胞伪足长度及免疫印迹灰度值;利用t检验比较正常组、AMAN模型组和对照Ig G处理组的p-AMPK/AMPK表达情况及伪足长度;基于靶向标品自建数据库进行靶向能量代谢定性分析,定量分析是利用三重四极杆质谱多反应监测;采用Graph Pad Prism 6.0软件进行统计学分析,P<0.05表示差异有统计学意义。结果:本研究中PC-12细胞对NGF具有神经元显形反应,NGF诱导分化48h后的PC-12细胞上岩藻糖GM1的表达量显著增加,含量约为未分化组细胞的2倍(P<0.001)。本研究发现24h的AMAN模型组细胞的p-AMPK/AMPK的表达与正常组、对照Ig G处理组相比显著增高(P<0.001)。另外,24h的AMAN模型组细胞的伪足长度较正常组与对照Ig G处理组均显著减短(P<0.001)。与正常组相比,24h的AMAN模型组共有13种代谢物发生改变,24h的对照Ig G处理组仅有1种代谢物发生改变,24h的AMPK活化抑制组共有24种代谢物发生改变。AMAN模型组与对照Ig G处理组相比较,共有9种代谢物发生改变。结论:在AMAN细胞模型中,抗GM1 Ig G抗体可促进p-AMPK/AMPK表达增多,抑制ATP的消耗和营养物质的合成,从而抑制AMAN细胞模型轴索样生长。本研究的结果尚需进一步的动物实验验证。
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