1 医学病毒学湖南省重点实验室, 湖南大学生物学院, 长沙 410082
2 湖南省职业病防治院, 长沙 410003
Aβ1-42与小胶质细胞之间相互作用诱发的神经炎症反应已被视为阿尔茨海默病(AD)的重要病理指征, 酸敏感离子通道(ASIC)参与了小胶质细胞的炎症应答和神经炎症免疫调节。为了探究Aβ1-42对小胶质细胞ASIC的表达和电生理特性的影响, 本研究利用Aβ1-42孵育原代培养的SD大鼠大脑皮层小胶质细胞, 免疫印迹技术和免疫荧光技术检测小胶质细胞ASIC1、ASIC2a、ASIC3的蛋白表达和分布情况, 全细胞膜片钳记录Aβ1-42对ASIC电流特性的影响, 钙离子成像技术分析ASIC钙离子通透性的变化。结果显示: Aβ1-42处理小胶质细胞后, 能够诱导ASIC1的蛋白表达量增加, 且其在细胞浆和细胞核中均有明显增加; 胞外pH值快速降低诱发的ASIC电流, 小胶质细胞胞内钙离子浓度明显增强, 这种增强效应可被ASIC非特异性抑制剂阿米洛利和ASIC1特异性抑制剂PcTx1抑制。本研究结果表明, Aβ1-42诱导小胶质细胞ASIC1蛋白功能性表达增加, 使得ASIC1易于被胞外快速酸化激活而表现出明显增强的电生理特性, 进而影响小胶质细胞的炎症应答和免疫调节作用, 为后续探究小胶质细胞感应通路和应答调节及神经退行性疾病发生提供了思路和参考。
阿尔茨海默病 小胶质细胞 酸敏感离子通道 酸化 Aβ1- 42 Aβ1- 42 Alzheimer,’s disease microglia ASIC acidification
1 哈尔滨理工大学自动化系, 黑龙江哈尔滨 150080
2 中国科学院自动化研究所模式识别国家重点实验室, 北京 100190
3 山东师范大学信息科学与工程学院, 山东济南 250014
4 中国人民解放军总医院南楼神经内科, 北京 100853
结构磁共振影像 (sMRI)作为一种非入侵式的脑成像方式为人们理解阿尔茨海默病 (AD)的患病机制提供了很大的帮助, 目前已有大量研究利用从 sMRI中提取的特征进行 AD的识别。为了充分利用图像信息提取 AD相关的特征, 提出了一种简单易用的基于人类脑网络组图谱的脑区划分进行特征提取的方法。选取美国阿尔茨海默病神经影像组织 (ADNI)数据库中的 226例正常被试 (NC)和227例 AD患者的sMRI数据作为研究对象, 提取每个个体脑网络组图谱中各脑区的平均灰质密度作为特征, 利用支持向量机 (SVM)对NC和AD患者进行分类, 通过 10折交叉验证的方式得到了 85.2%的平均分类准确率。后续的统计分析发现, 海马、杏仁核及梭状回等脑区的平均灰质密度对 NC和AD患者的识别贡献很大, 且这些脑区的萎缩程度与患者的认知能力密切相关。利用最小绝对收缩选择算子 (LASSO)对个体的简易智力状态评分 (MMSE)进行预测, 预测结果与真实值间存在显著的正相关 (r0.65, p0.001)。研究结果表明, 基于脑网络组图谱脑区划分提取的脑区平均灰质密度特征可以有效地对 AD患者进行识别, 并可以用来评估个体的认知水平。
阿尔茨海默病 结构磁共振影像 支持向量机 Alzheimer’s Disease structural Magnetic Resonance Imaging Support Vector Machine brainnetome atlas 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(4): 698
1 山东师范大学 信息科学与工程学院，山东 济南 250014
2 解放军总医院南楼神经内科，北京 100853
3 解放军总医院南楼放射科，北京 100853
4 中国科学院 自动化研究所，北京 100190
阿尔茨海默病(AD)是一种神经退行性疾病。随着脑医学影像的发展，对AD诊断的精确度也在进一步提高，但对AD的诊断，客观上仍缺少好的生物标记。为寻找到AD的更稳定的生物标记，利用海马的影像组学特征对海马的信号强度、形状、灰度阶梯分布等特征进行刻画，通过方差分析(ANOVA)和事后检验，在统计学上寻找出正常对照(NC)、AD、轻度认知损害(MCI)之间存在差异的特征；通过与被试的简易智能状况检查(MMSE)评分进行相关性分析，找寻与MMSE评分相关性较高的特征；利用支持向量机(SVM)构建一个对AD和NC分类的模型，交叉验证得到的正确率为86%。结果表明，海马的影像组学特征是一个很好的生物标记，能对AD进行有效的早期识别。
阿尔茨海默病 海马 影像组学特征 支持向量机 Alzheimer's Disease hippocampus texture feature Support Vector Machines 太赫兹科学与电子信息学报
2019, 17(1): 136
安徽大学生命科学学院, 安徽省中药研究与开发重点实验室, 安徽 合肥 230039
目的: 探讨阿魏酸对阿尔茨海默病(AD)模型小鼠神经行为学和海马胶质纤维酸性蛋白(GFAP)表达的影响, 分析阿魏酸对小鼠脑的保护作用。方法: 海马CA1区注射微量红藻氨酸(KA)建立痴呆模型, 然后对痴呆小鼠用不同剂量的阿魏酸(FA)灌胃治疗。Morris水迷宫实验观察小鼠行为学变化, 免疫组织化学方法观察GFAP的表达。结果: 与假手术组相比, 模型组学习记忆能力明显降低(P<0.01), GFAP阳性细胞表达明显增多(P<0.01); 与模型组相比, 阿魏酸治疗组学习记忆能力均明显提高(P<0.01), GFAP阳性细胞表达均明显减少(P<0.01)。结论: 用不同剂量的阿魏酸治疗拟AD小鼠后, 小鼠学习记忆能力得到明显改善, GFAP表达得到明显抑制, 起到保护脑的作用。
阿魏酸 阿尔茨海默病 红藻氨酸 学习记忆 胶质纤维酸性蛋白 ferulic acid Alzheimer’s disease kainic acid learning and memory glial fibrillary acidic protein
1 华中科技大学生物医学光子学教育部重点实验室,武汉光电国家实验室
2 筹湖北,武汉,430074
β淀粉样肽(amyloid β-peptide,Aβ)在阿尔茨海默病(Alzheimeir's disease,AD)患者脑内的异常产生和积累在AD的发病机理中扮演着重要的角色.β-分泌酶对淀粉样前体蛋白的裂解是Aβ产生的关键步骤,因此抑制β-分泌酶的活性成为AD药物治疗的一个重要策略.为了检测β-分泌酶的活性,应用基因工程技术将β-分泌酶作用底物序列(NFEV)的两端分别与绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)的颜色突变体一青色荧光蛋白(cyan fluorescent protein,CFP)和黄色荧光蛋白(yellow fluorescent protein,YFP)相连,构建了一个基于GFP的荧光能量共振转移(fluorescence resonance energy transfer,FRET)探针.荧光光谱分析结果显示,该荧光融合蛋白中CFP和YFP之间存在着较强的FRET.而当与β-分泌酶进行孵育后,FRET逐步降低,证明该探针能被β-分泌酶酶切.SDS-PAGE分析显示探针与β-分泌酶孵育后,荧光融合蛋白由60 kD大小逐渐变成30kD大小的蛋白,表明探针被β-分泌酶酶切成CFP和YFP分子,证实了荧光光谱的结果.这些结果表明,可通过检测探针的FRET效率方便地分析β-分泌酶的活性,为进一步筛选β-分泌酶的抑制剂提供了一个平台.
阿尔茨海默病 β-分泌酶 荧光能量共振转移 绿色荧光蛋白
利用Fmoc固相多肽合成的方法合成DSCR1羧基端一个多肽片段(55-70AA),经HPLC纯化后偶联到匙孔槭血蓝蛋白,免疫新西兰雄兔后采血检测、纯化、经Western blotting、免疫沉淀证实得到的抗体为抗DSCR1的特异抗体.该抗体即能检测人源DSCR1蛋白,又能检测小鼠的DSCR1蛋白.运用获得的DSCR1多克隆抗体进行功能研究,发现DSCR1广泛存在泛素化,参与泛素化-蛋白酶体途径.
阿尔茨海默病 免疫沉淀 泛素化 DSCR1
