賈志紅，郭佳美，齊金萍

( 1．沈陽醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)2012級英文2班，遼寧沈陽110034; 2．沈陽醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院解剖學(xué)教研室)

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雌激素對Aβ所致PC12細(xì)胞SH2-Bβ表達(dá)改變的影響

賈志紅1，郭佳美1，齊金萍2*

( 1．沈陽醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院臨床醫(yī)學(xué)專業(yè)2012級英文2班，遼寧沈陽110034; 2．沈陽醫(yī)學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院解剖學(xué)教研室)

摘要研究表明神經(jīng)退行性病在卵巢功能下降后明顯增加。雌激素替代療法能降低神經(jīng)退行性疾病的危險因素，改善其嚴(yán)重程度;能維持神經(jīng)元細(xì)胞膜脂質(zhì)的穩(wěn)定性，增強(qiáng)神經(jīng)元的抗氧化作用，抑制β淀粉樣蛋白( amyloid beta protein，Aβ)的沉積，減少對神經(jīng)毒性物質(zhì)的重吸收，發(fā)揮其對神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)作用。而SH2-B ( Src homology 2)作為細(xì)胞內(nèi)的一種連接蛋白，介導(dǎo)神經(jīng)生長因子的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。SH2-Bβ減緩由缺少神經(jīng)生長因子所引發(fā)的神經(jīng)退化現(xiàn)象，并且促進(jìn)神經(jīng)再生。用Aβ刺激PC12細(xì)胞作為神經(jīng)細(xì)胞損傷模型來研究雌激素在發(fā)揮神經(jīng)元保護(hù)作用的過程中與SH2-Bβ的關(guān)系，為神經(jīng)退行性疾病的治療提供理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞雌激素; SH2B;β淀粉樣蛋白; PC12細(xì)胞

阿爾茨海默病( Alzheimerdisease，AD)是發(fā)生于老年期或老年前期的以慢性進(jìn)行性不可逆記憶減退、認(rèn)知障礙和人格改變?yōu)橹饕R床特征的大腦退行性疾病，是最常見的一種癡呆類型［1］。盡管AD的病理機(jī)制仍然不是很清楚，但是目前普遍認(rèn)為AD的主要病理標(biāo)志是神經(jīng)纖維的纏結(jié)，以β淀粉樣蛋白( amyloid beta protein，Aβ)為主要成分的斑塊的形成，神經(jīng)元變性死亡，突觸的缺失［2－4］。近幾年，大量的研究都集中在試圖找到導(dǎo)致AD易感性的可能原因。人們發(fā)現(xiàn)，絕經(jīng)后婦女的AD發(fā)病率大大增加，且與血液中的雌激素降低有關(guān)［5－6］。Meta分析也提示，有過基于雌激素治療史的人群，其AD的發(fā)病率大大降低［7］。雌激素具有抑制Aβ的沉積，減少對神經(jīng)毒性物質(zhì)的重吸收，發(fā)揮其對神經(jīng)細(xì)胞的保護(hù)作用。研究發(fā)現(xiàn)SH2-Bβ能減緩由缺少神經(jīng)生長因子( nerve growth factor，NGF)所引發(fā)的神經(jīng)退化現(xiàn)象，并且促進(jìn)神經(jīng)再生。SH-2Bβ可幫助神經(jīng)受損之后的傷口癒合，有助于組織細(xì)胞再塑，具體途徑尚不清楚。雌激素作為人體的天然激素，其發(fā)揮神經(jīng)保護(hù)作用是否與SH2-Bβ相關(guān)以及其信號傳導(dǎo)途徑如何，值得研究。

1　 AD病理損害的細(xì)胞模型的建立

在正常情況下培養(yǎng)，PC12細(xì)胞加入NGF后，在形態(tài)上向交感神經(jīng)元分化，同時伴有生理及生化方面的變化，最終導(dǎo)致PC12細(xì)胞呈現(xiàn)神經(jīng)元樣的功能。作為神經(jīng)元細(xì)胞模型，廣泛用于神經(jīng)生理、病理及藥理方面的研究。Aβ在人腦生理情況下也有少量產(chǎn)生，呈可溶狀態(tài);生成過量或在某些病理因素作用下易于聚集沉淀形成纖維狀，而纖維狀的Aβ被認(rèn)為具有很強(qiáng)的神經(jīng)毒性，是AD的罪魁禍?zhǔn)?。Aβ對體外培養(yǎng)的神經(jīng)細(xì)胞及在體神經(jīng)細(xì)胞的毒性作用依賴于Aβ多肽的聚集狀態(tài)與濃度，聚集程度、濃度越高，毒性越大。體外狀態(tài)下水溶液中也可逐步聚集，常用于制造AD的體外細(xì)胞模型［8－9］。聚集、沉積的Aβ更具神經(jīng)毒性，Aβ在纖維性沉積前亦可產(chǎn)生神經(jīng)毒性，超過生理量的球狀水溶性的Aβ同樣對神經(jīng)細(xì)胞有明顯毒性作用［10－11］，這似乎與AD形成初期的病理損害更貼近。超生理量的Aβ即使呈溶解狀態(tài)(而非纖維狀B片層結(jié)構(gòu))也可以對神經(jīng)元細(xì)胞造成毒性損害，這也許正是AD發(fā)病過程中的早期改變，可溶性Aβ25-35作用于PC12細(xì)胞可作為AD早期病理損害的細(xì)胞模型。

2　 SH2-B在細(xì)胞中的作用

SH2-B是細(xì)胞內(nèi)一種連接蛋白，在多種組織表達(dá)，從昆蟲到人類的研究表明它是非常重要的代謝調(diào)節(jié)者。SH2-B直接連接并激活JAK2 ( Janus kinase2)，在細(xì)胞受到生長激素、瘦素、紅細(xì)胞生成素和催乳素作用時，加強(qiáng)JAK2信號。SH2-B也連接IRS1和IRS2，在瘦素和胰島素作用下，加強(qiáng)IRS蛋白介導(dǎo)的PI3激酶通路激活。SH2-B還介導(dǎo)成纖維細(xì)胞生長因子( fibroblast growth factor，F(xiàn)GF)、NGF和血小板源性生長因子( platelet-derived growth factor，PDGF)的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)。SH2-B有4種同分異構(gòu)體(α，β，γ，δ)，其中SH2-Bβ在神經(jīng)細(xì)胞中與磷酸化的TrkA ( tyrosine kinase A)受體相結(jié)合并作為TrkA激酶的底物，是重要的細(xì)胞內(nèi)NGF/TrkA信號通路分子。SH2-Bβ在神經(jīng)細(xì)胞中有調(diào)控細(xì)胞凋亡的作用，是NGF誘導(dǎo)神經(jīng)元分化所必需的信號分子。AKT是SH2-B的下游蛋白，AKT是一個很普遍分布的凋亡相關(guān)激酶，然而，它不僅具有抗凋亡作用，同時它也介導(dǎo)雌激素對神經(jīng)元的神經(jīng)保護(hù)作用［12］。常見的抑制凋亡作用有以下幾點(diǎn): ( 1) AKT被激活后，可上調(diào)Bcl蛋白(抗凋亡蛋白)，下調(diào)Bax蛋白(促凋亡蛋白)，從而達(dá)到抗凋亡作用［13］; ( 2) AKT可以維持細(xì)胞線粒體的完整性，從而使細(xì)胞色素C及其他促凋亡因子被隔絕在線粒體中［14］，從而達(dá)到抗凋亡作用; ( 3) AKT還可以激活核因子κB ( nuclear factor-κB，NF-κB)和cAMP反應(yīng)元件連接蛋白CREB，使抗凋亡基因發(fā)生轉(zhuǎn)錄，從而達(dá)到抗凋亡作用。SH2-Bβ在神經(jīng)細(xì)胞中有調(diào)控細(xì)胞凋亡的作用可能通過AKT實(shí)現(xiàn)。最近的研究發(fā)現(xiàn)SH2-Bβ減緩由缺少NGF所引發(fā)的神經(jīng)退化現(xiàn)象，并且促進(jìn)神經(jīng)再生。除此之外，SH-2Bβ可幫助神經(jīng)受損之后的傷口愈合，有助于組織細(xì)胞再塑。

3　雌激素的神經(jīng)保護(hù)作用

流行病學(xué)研究及一些臨床試驗(yàn)都顯示雌激素替代治療對于降低絕經(jīng)后女性的AD發(fā)病率具有一定的作用。雌激素具有保護(hù)和營養(yǎng)神經(jīng)的作用，它能減少Aβ的形成以及tau蛋白的過度磷酸化［15］。但是雌激素對認(rèn)知功能的保護(hù)作用仍然備受爭議，因?yàn)槟承┡R床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，絕經(jīng)后女性雌激素替代治療不但沒有明顯的保護(hù)作用，而且還有可能增加患AD的風(fēng)險性［16］。但是，在后來進(jìn)行的很多雌激素替代治療臨床試驗(yàn)都是以年齡大于65歲的女性為研究對象。而最近的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，較年輕的雌激素替代治療患者或者是之前因?yàn)槟撤N原因就有使用雌激素的患者，其患AD的風(fēng)險性較老年患者明顯減低［17］。

4　展望

SH2-Bβ在神經(jīng)細(xì)胞中具有調(diào)控細(xì)胞凋亡的作用，是NGF誘導(dǎo)神經(jīng)元分化所必需的信號分子。Akt是SH2-Bβ的下游蛋白，是一個很普遍分布的凋亡相關(guān)激酶，不僅具有抗凋亡作用，同時介導(dǎo)雌激素對神經(jīng)元的神經(jīng)保護(hù)作用。研究雌激素的神經(jīng)細(xì)胞保護(hù)作用機(jī)制及其與SH2-Bβ的關(guān)系以及它的信號傳導(dǎo)通路，將為神經(jīng)退性疾病的治療提供理論依據(jù)和新的治療方法。

參考文獻(xiàn):

［1］Zhang ZX，Zahner GE，Roman GC，et al．Dementia subtypes in China: prevalence in Beijing，Xian，Shanghai，and Chengdu ［J］．Arch Neurol，2005，62 ( 3) : 447－453．

［2］Selkoe DJ．Alzheimer's disease is a synapticfailure［J］．Science，2002，298 ( 5594) : 789－791．

［3］Iqbal K，Grundke-Iqbal I，Zaidi T，et al．Defective brain microtubule assembly in Alzheimer's disease［J］．Lancet．1986，2 ( 8504) : 421－426．

［4］Hardy J，Selkoe DJ．The amyloid hypothesis of Alzheimer's disease: progress and problems on the road to therapeutics［J］．Sci-ence，2002，297 ( 5580) : 353－356．

［5］Pike CJ，Carroll JC，Rosario ER，et al．Protective actions of sexsteroid hormones in Alzheimer's disease［J］．Front Neuroendocrinol，2009，30 ( 2) : 239－258．

［6］Tang MX，Jacobs D，Stern Y，et al．Effect of estrogen during menopause on risk and age at onset of Alzheimer's disease［J］．Lancet，1996，348 ( 9025) : 429－432．

［7］LeBlanc ES，Janowsky J，Chan BK，et al．Hormone replacement therapy and cognition: systematic review and meta-analysis［J］．JAMA，2001，285 ( 11) : 1489－1499．

［8］Zhou LJ，Song W，Zhu XZ，et al．Protective effects of bilobalide on amyloid beta-peptide 25-35-induced PC12 cell cytotoxicity［J］．Acta Pharmacol Sin，2000，21 ( 1) : 75－79．

［9］Pike CJ，Burdick D，Walencewicz AJ，et al．Neurodegener-ation induced by beta-amyloid peptides in vitro: the role of pep-tide assembly state［J］．J Neurosci，1993，13 ( 4) : 1676－1687．

［10］Bhatia R，Lin H，Lal R．Fresh and globular amyloid beta protein ( 1-42) induces rapid cellular degeneration: evidence for A-betaP channe-l mediated cellular toxicity［J］．FASEB J，2000，14 ( 9) : 1233－1243．

［11］Selkoe DJ．The origins of Alzheimer disease: a is for amyloid［J］．JAMA，2000，283 ( 12) : 1615－1617．

［12］陳龍，王斌．雌激素與力竭運(yùn)動影響PI3K/Akt通路的研究進(jìn)展［J］．南京體育學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2013，12 ( 2) : 156－160．

［13］Henderson VW．Action of estrogens in the aging brain: dementia and cognitive aging［J］．Biochim Biophys Acta，2010，1800 ( 10) : 1077－1083．

［14］王然．雌二醇對大鼠全腦缺血神經(jīng)元損傷保護(hù)作用機(jī)制的研究－通過雌激素受體α激活A(yù)kt1抑制JNK信號通路［D］．徐州:徐州醫(yī)學(xué)院，2006．

［15］Morinaga A，Hirohata M，Ono k，et al．Estrogen has anti-amyloidogenic effects on Alzheimer's beta-amyloid fibrils in vitro［J］．Biochem Biophys Res Commun，2007，359 ( 3) : 697－702．

［16］Franke TF，Cantley LC．Apoptosis．A Bad kinase makes good ［J］．Nature，1997，390 ( 6656) : 116－117．

［17］Kennedy SG，Kandel ES，Cross TK，et al．Akt/Protein kinase B inhibits cell death by pre-venting the release of cytochrome c from mitochon-dria［J］．Mol Cell Biol，1999，19 ( 8) : 5800－5810．

(吳迪編輯)

Effects of Estrogen on the Expression Change of SH2-B Beta in the Impairment of PC12 Cells Induced by A Bata

JIA Zhihong1，GUO Jiamei1，QI Jinping2*
( 1．Class 2 Grade 2012，Shenyang Medical College，Shenyang 110034，China; 2．Department of Anatomy，Shenyang Medical College)

AbstractMany studies indicated that neurodegeneratiove diseases increased significantly after ovarian function decline．Estrogen replacement therapy can reduce the risk factors in neuronal degeneration，improve its severity．It can maintain the stability of neuronal cell membrane lipid，enhance the antioxidant function of neurons，inhibiting beta amyloid ( Aβ) protein deposition，reduce the absorption of heavy against neurotoxic substances，exert its protective effect on neural cells．And SH2-B as the connection of intracellular protein A，mediated by nerve growth factor ( NGF) signal transduction．SH2-B beta neural degeneration phenomenon caused by lack of nerve growth factor，and promote nerve regeneration．Nerve cell injury model was found through Aβ stimulating PC 12 cell to study neuroprotective effects of estrogen and relation with SH2-B beta，and to provide the theory basis for the treatment of the neuro degenerative diseases．

Key wordsestrogen; SH2-B; amyloid beta protein; PC12 cells

收稿日期2015－06－19

通訊作者齊金萍( 1970—)，女(漢)，副教授，醫(yī)學(xué)博士，研究方向:神經(jīng)肽與臨床疾病研究．E-mail: qijinping2013 @ 163.com

基金項(xiàng)目遼寧省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項(xiàng)目( No.201410164000001 ) ;沈陽醫(yī)學(xué)院大學(xué)生基金項(xiàng)目( No.20141018) ;沈陽醫(yī)學(xué)院科技基金項(xiàng)目( No.20141019)

doi:10.16753/j.cnki.1008－2344.2016.01.017

中圖分類號R741.02

文獻(xiàn)標(biāo)識碼A

文章編號1008－2344( 2016) 01－0048－03