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脑源性神经生长因子和酪氨酸羟化酶双基因在帕金森病大鼠

2022-07-29
来源:求医网
帕金森病(Parkinsons disease, PD)发病机理研究提示:中脑黑质多巴胺(dopamine,DA)神经元退化变性,导致中枢神经递质DA的合成和分泌显著减少,而出现临床症状。残存的DA神经元进一步退化变性是其病情进行性加重的病理基础。然而以往的研究主要集中在酪氨酸羟化酶(tyrisine hydroxylase, TH)或神经营养因子类单个基因的表达及其对PD的治疗作用。在这些基础上,我们试图采用新近发展的多基因表达技术,将TH基因与脑源性神经生长因子(brain-derived neurotrophic factor, BDNF)基因同时构建在一个逆转录病毒载体上。前者补充DA的不足,后者减缓残存的DA神经元进一步退化变性,以此来探讨双基因在PD大鼠脑内的表达及协同治疗的可能性。

1材料和方法利用多基因表达技术将BDNF和TH基因同时构建在同一个表达载体GC-hBDNF-P-hTH1-SN上。然后转染病毒包装细胞PA317并感染NIH-3T3细胞,通过BDNF和TH免疫组化筛选,挑选阳性的细胞克隆。将该NIH-3T3-BDNF-hTH1细胞立体定向植入7只PD模型大鼠的毁损侧纹状体内,两个靶点共移植约2×106细胞;对照组7只移植转染空载体的NIH-3T3细胞。移植后2天、4天、1周、2周分别用ABC免疫组化染色,Western blotting等方法来检测外源性BDNF,hTH在NIH-3T3细胞的表达,用HPLC-ECD检测TH活性,用人胚的脊背神经节细胞培养法检测BDNF的活性。

2结果①重组的质粒GC-hBDNF-P-hTH1-SN用Bgl Ⅱ、Xho Ⅰ、EcoRⅠ等限制性内切酶解长度分析结果均有BDNF、HTH1的插入。②Western Blotting显示:外源的BDNF、hTH1同时在PA317细胞内得到表达,PA317-hBDNF-hTH1细胞同时有14.4 kb的BDNF和60 kb的hTH1带。③转染了外源的BDNF、hTH1基因后,经G418筛选后的NIH-3T3细胞,大部分出现了不同程度TH、BDNF免疫阳性反应。用HPLC-ECD法和用人胚的脊背神经节细胞培养法检测分别具有TH和BDNF活性。④ 7只立体定向植入NIH-3T3-hBDNF-hTH1细胞的PD模型大鼠毁损侧纹状体内,绝大多数移植细胞呈BDNF、TH免疫染色阳性反应,1周、2周的切片染色程度基本上相同。对照组未检测到TH和BDNF。

3结论本实验所用的多基因表达载体GCXPXSN为逆转录表达载体,逆转录病毒感染细胞后,能将外源性基因稳定地整合到宿主基因中,有效表达并传递到子代细胞中,因而可以持续稳定地表达外源性基因。我们首次使同一细胞同时表达TH、BDNF,经检测表达的TH及BDNF均具有生物活性。另外还发现,并非每个细胞都能同时表达TH和BDNF,且TH的表达效率要比BDNF高。尽管不是每个基因都能高效表达,但对开展多基因治疗PD及其他疾病无疑是一种有价值的探索。

Fig. 1 Analysis of restrictive enzyme

a:DNA marker, b:Bgl Ⅱ, c:XhoⅠ, d:EcoRⅠ

图1质粒限制性核酸内切酶酶解分析

a:DNA marker, b:Bgl Ⅱ,c:Xho Ⅰ,d:EcoR Ⅰ

Fig. 2 Construction of GC-hBDNF-P-hTH1-SN plasmid

2GC-hBDNF-P-hTH1-SN质粒构建

(1998-10-20收稿)