原子力显微镜检测过表达α-突触核蛋白引起的线粒体结构变化

中国生物工程杂志

2009, Vol. 29

Issue (11): 12-16

研究报告

原子力显微镜检测过表达α-突触核蛋白引起的线粒体结构变化

赵春礼^**,祝元刚^**,段春礼,鲁玲玲,张凌,杨慧^***

首都医科大学北京神经科学研究所北京神经再生修复研究重点实验室首都医科大学教育部神经变性病学重点实验室北京 100069

The Influence of α-synuclein Overexpression on Mitochondrial Membrane Structure with Atomic Force Microscopy

ZHAO Chun-li,ZHU Yuan-gang,DUAN Chun-li,LU Ling-ling,ZHANG Ling,YANG Hui

Beijing Institute for Neuroscience, Capital Medical University, Beijing Center of Neural Regeneration and Repair, Key Laboratory for Neurodegenerative Disease of the Ministry of Education, Beijing 100069,China

全文: PDF(1050 KB) HTML

摘要：

目的：利用原子力显微镜等方法，明确α-突触核蛋白（α-synuclein, α-syn）过表达对线粒体的影响。方法：将腺相关病毒（AAV）载体介导表达的α-syn (AAV /α-syn)病毒包装颗粒，给大鼠脑内黑质区定位注射，建立α-syn过表达的大鼠模型，并以AAV介导表达的报告基因LacZ (AAV/LacZ)为动物对照组。提取大鼠黑质脑组织的线粒体，并通过JC1染色检测线粒体膜电势（ΔΨ）变化和Western Blot检测线粒体中α-syn蛋白量的变化；采用原子力显微镜观测线粒体表面结构的变化。结果：实验组大鼠黑质脑组织过表达α-syn基因，第16周时，Western blot显示线粒体中α-syn蛋白量增加约2倍；JC1染色发现ΔΨ下降；原子力显微镜观测可见线粒体体积增大，线粒体膜表面出现较多孔道样改变。结论：大鼠黑质脑组织过表达α-syn基因，第16周时，可导致α-syn蛋白在线粒体积聚；并可引起线粒体增大、膜形成孔道样改变、ΔΨ下降。

关键词： 帕金森病; α-突触核蛋白; 线粒体; 原子力显微镜

Abstract:

Objective:To identify the effect of α-synuclein overexpression on mitochondrial membrane structure with atomic force microscopy. Methods α-syn expression was mediated by AAV (adeno-associated viral vector) and Recombinant AAV/α-syn and AAV/LacZ viral particles were stereotaxically injected in the left side of rat substantia nigra (SN) for rat model of α-synuclein overexpression. Mitochondria were isolated from rats SN of Brain. Mitochondria were analysis with JC1 staining, atomic force microscopy and Western Blot. Results By 16 weeks post-infection of AAV-α-syn，the level of α-syn increased about 2 times in mitochondrial fraction with Western Blot and mitochondrial membrane potential (ΔΨ) decreased with JC1 staining. Furthermore, mitochondria swelling and porous like structure formed on the mitochondrial membrane with atomic force microscopy. Conclusion The data suggested that α-syn could accumulate in mitochondria, might form mitochondrial membrane pores and lead to ΔΨ decreases. α-syn might lead to mitochondrial dysfunction in Parkinson’s disease.

Key words: Parkinson’s disease α-Synuclein Atomic force microscopy Mitochondria

收稿日期: 2009-01-12 出版日期: 2009-12-07

ZTFLH:

R741

基金资助:

国家“973”计划(2006CB500706)、国家自然科学基金(30670655)、北京市教育委员会科技发展计划(KM200610025002)、教育部高等学校博士学科点专项科研基金(20060025004)、北京市自然基金(7082011)资助项目

通讯作者: 杨慧 E-mail: huiyang0105@sina.com

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引用本文:

赵春礼祝元刚段春礼鲁玲玲张凌杨慧. 原子力显微镜检测过表达α-突触核蛋白引起的线粒体结构变化[J]. 中国生物工程杂志, 2009, 29(11): 12-16.

DIAO Chun-Li, CHU Yuan-Gang, DUAN Chun-Li, LU Ling-Ling, ZHANG Ling, YANG Hui. The Influence of α-synuclein Overexpression on Mitochondrial Membrane Structure with Atomic Force Microscopy. China Biotechnology, 2009, 29(11): 12-16.

链接本文:

https://manu60.magtech.com.cn/biotech/CN/ 或 https://manu60.magtech.com.cn/biotech/CN/Y2009/V29/I11/12

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