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目的: 帕金森病(Parkinsons disease, PD)的主要病理改变为中脑黑质致密部(pars compacta of substantia nigra, SNc)的多巴胺(dopamine, DA)能神经细胞进行性变性死亡。研究发现,PD 患者中脑黑质致密部残存的抗变性能力很强的DA 能神经细胞中都含有钙结合蛋白-D28K(Calbindin-D28K, CB),而且最近研究证实CB 不仅可以通过缓冲细胞内游离的Ca2+,还可以通过调控Ca2+介导的死亡信号通路来保护神经细胞。因此,我们通过慢病毒介导,使CB 在DA 能神经细胞中过表达,观察CB 对细胞抗凋亡能力的影响,为PD 的基因治疗提供新的方法和手段。
方法: 根据pCDH-CMV-MCS-EF1-copGFP 病毒载体多克隆位点上的酶切位点(BamHⅠ, NotⅠ),用RT-PCR 方法扩增CB 基因片段,定向克隆至病毒载体。酶切及测序鉴定阳性克隆pCDH-CB。脂质体法将质粒转染入MN9D 细胞,Westernblot 检测细胞内CB 表达量。6-OHDA 损伤转染后的MN9D 细胞,流式细胞仪检测凋亡率,并且使用Western blot 检测凋亡因子的表达。接着将含有CB 基因片段的病毒载体和包装质粒共转染293T 细胞,收集、纯化上清,用梯度稀释法和定量PCR 法检测病毒(Lenti-CB)的滴度。将慢病毒立体定位注射入MPP+的PD 模型小鼠的黑质致密部。检测小鼠行为学变化,Western blot 和免疫组化检测小鼠左右侧黑质CB、酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase,TH)和抗凋亡因子(Bcl-2)的表达。
结果: 经测序鉴定,pCDH-CB 序列完全正确。转染后MN9D 细胞中的CB 表达水平增高。6-OHDA 损伤后凋亡率降低和Bcl-2表达量增高。经293T 细胞包装后收获了病毒储存液,病毒Lenti-CB 和对照病毒Lenti 滴度均为2×108TU/ml。PD 模型小鼠右侧黒质致密部注射病毒后,小鼠的行为学(爬格子、站立、游泳、悬挂)较对照组有所改善(P < 0.05);Western blot 检测右侧中脑黑质TH 和CB 的表达量较对照组增高(P < 0.05),黑质Bcl-2表达水平也明显升高(P < 0.05);免疫组化结果显示,黑质TH+和CB+神经细胞数较对照组增多(P < 0.05)。
结论: 成功构建携带CB 慢病毒表达载体,并成功包装成具有感染能力的病毒颗粒。过表达CB 增加DA 能神经细胞抗损伤的能力,其机制可能为CB 通过调节Bcl-2的表达来实现。