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艾滋病是对人类健康威胁最为严重的一种疾病,HIV则是致病的病原体。HIV-1的膜糖蛋白gp120和gp41在其感染过程中发挥着重要作用,在病毒进入细胞并与之相互作用时,gp120是一种典型的HIV毒性蛋白,对神经细胞具有毒性。本课题研究HIV-gp120对神经小胶质细胞BV2中脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)表达的影响和可能的机制。首先,MTT实验确定gp120作用于小胶质细胞BV2的合适浓度。与对照相比,用2ng/m L,10 ng/mL和50 ng/m L的gp120处理12 h后细胞的活力分别为80.1%,79.7%和80.5%。而剂量为1000 ng/m L的gp120使存活力降低至29.2%。因此,在后续实验中选择使用10 ng/m L的剂量,使其对细胞仅产生适当的毒性作用。其次,HIV-gp120分别作用于BV2细胞1 h,3 h,6 h,9 h,12 h和24 h,收集细胞样品并提取胞内蛋白进行Western blotting检测,分析BDNF的表达情况。结果显示:与对照相比proBDNF和mBDNF蛋白在gp120刺激BV2细胞3 h后表达量最高,分别是对照组的1.9倍和2.2倍。除此还发现,经gp120处理后小胶质细胞BV2被激活,并且伴随着CD11b表达量的升高,其表达量是对照组的1.62倍。与此同时,gp120处理的BV2细胞内也出现了Wnt3a和β-catenin的积累,Wnt5a的表达量没有显著性变化。因此,推测gp120是通过Wnt/β-catenin经典信号通路途径激活BV2细胞,促进BDNF的表达。为进一步确认其激活机制,本研究用不同浓度的Wnt3a蛋白(25 ng/mL、50 ng/m L、100 ng/m L)对信号通路进行激活,用不同浓度的DKK1(10 ng/m L、50 ng/m L、100 ng/mL)和IWR-1(0.1μM、1μM、10μM)抑制经典信号通路来进行更深入的研究。结果表明,Wnt3a(100 ng/mL)处理BV2细胞,增加了β-catenin的表达,其表达量是对照组的24倍,表示经典Wnt信号通路的激活。有趣的是,Wnt3a孵育后的小胶质细胞中BDNF表达上调1.81倍。相反,DKK1(100 ng/mL)和IWR-1(10μM)处理的细胞中则明显抑制了BDNF的表达,使其表达量分别下降64.6%和79.8%。在探索出DKK1和IWR-1的最适浓度后,本实验继续探究DKK1或IWR-1是否可以抑制由gp120引起的BDNF表达量的升高。结果表明:单独用DKK1或IWR-1处理BV2细胞组与gp120处理细胞组相比BDNF的表达量分别降低68.6%和62.6%。DKK1和gp120同时处理组或IWR-1和gp120同时处理组,BDNF的表达量与gp120处理细胞组相比分别降低70%和72.6%。此结果表明,DKK1和IWR-1可以显著性抑制由gp120引起的BDNF表达量的上调,说明阻断Wnt/β-catenin经典信号通路可以抑制BDNF的表达。进一步用DKK1阻断小胶质细胞BV2中的经典信号通路,探究DKK1对Wnt3a引起BDNF表达上调的影响。实验发现:在DKK1和Wnt3a处理的细胞组中BDNF的表达量与只用Wnt3a处理的细胞组相比下降73%,但与对照相比,其表达量依旧有所升高。此实验说明,DKK1可以抑制由Wnt3a引起的BDNF表达的升高,并且效果显著。进一步证明阻断Wnt/β-catenin经典信号通路可以抑制BDNF的表达。上述研究结果表明:HIV-gp120可以激活BV2细胞,并通过Wnt/β-catenin经典信号通路上调BDNF的表达。