遗传性包涵体肌病非折叠蛋白反应及内质网应激蛋白表达分析

论文摘要

目的:遗传性包涵体肌病（hereditary inclusion body myopathy,HIBM）是1993年Askanas等建议对一组以细胞核和胞浆内管丝状包涵体为特征性病理改变的遗传性骨骼肌疾病使用的病理学术语。近年相继发现许多具有隐性和显性遗传特点的包涵体肌病,临床表现各不相同,其基因和蛋白性质也逐渐被阐明。遗传性包涵体肌病常染色体隐性遗传型包括GNE病和眼咽型远端肌病;常染色体显性遗传型包括Welander远端肌病,肌球蛋白重链Ⅱα病,Titin病和Valosin病。其中GNE病是遗传型包涵体肌病的原型,包括了中东犹太人的股四头肌不受累的空泡肌病（vacuolar myopathy sparing quadriceps,VMSQ）和日本人的伴镶边空泡的远端肌病（distal myopathy with rimmed vaculoes,DMRV）两种临床类型,属于常染色体隐性遗传神经肌肉病,以成年早期起病的下肢远端前部肌肉肌无力和萎缩为特征,股四头肌相对不受累。疾病由定位于9p13.2的UDP（尿苷二磷酸）-N-乙酰葡糖胺-2-表异位酶/N-乙酰甘露糖胺激酶基因错义突变导致。UDP（尿苷二磷酸）-N-乙酰葡糖胺-2-表异位酶/N-乙酰甘露糖胺激酶是广泛表达的在唾液酸生物合成起关键作用的双功能限速酶。遗传性包涵体肌病相关的GNE基因突变导致两种酶功能活性的减低,很可能导致了唾液酸代谢紊乱最终导致肌纤维的退行性改变。其确切的发病机制还不明确。本研究选取了8例临床和肌肉活检病理诊断为遗传性包涵体肌病的患者,采用组织免疫荧光染色和免疫印迹的方法检测患者肌纤维内异常蛋白的聚集、分布和性质及部分内质网分子伴侣蛋白的表达变化,探讨遗传性包涵体肌病的发病机理。材料和方法:选取山东大学齐鲁医院神经肌肉病研究室接诊的8例临床和肌肉活检病理诊断为遗传性包涵体肌病患者的肌肉标本,其中男2例,女6例。另选病理报告为正常的肌肉标本2例做为对照。经液氮预冷的异戊烷中速冻的冰冻肌肉标本制成4μm冰冻切片,用抗p淀粉样蛋白前体蛋白（β-APP）,磷酸化tau蛋白（P-tau）,葡萄糖调节蛋白94（GRP94）,钙网织蛋白（calreticulin）,内质网特异性蛋白72（ERp72）的5种抗体做组织免疫荧光染色（immunofluorescence,IF）,对6例患者的冰冻肌肉标本,提取肌肉组织总蛋白对上述5种蛋白行免疫印迹分析（western blotting,WB）。结果:IF与WB分析结果:免疫荧光染色证实HIBM患者部分肌纤维内存在不同程度的β淀粉样蛋白前体蛋白（β-APP）和磷酸化tau蛋白（P-tau）的聚集,β-APP蛋白聚集形态多数呈网格斑片状分布,以萎缩的小纤维内多见;部分呈接近肌纤维直径大小的类圆形,见于正常大小肌纤维内。P-tau蛋白聚集形态呈网格斑片状分布,见于萎缩的小纤维内。β-APP和P-tau聚集在镶边空泡以外的部位。肌外膜和肌束膜呈非特异性染色。正常对照肌肉标本中仅见肌外膜和肌束膜非特异性染色,肌纤维内未见β-APP和P-tau表达。HIBM患者部分肌纤维内可见GRP94和calreticulin表达,位于萎缩小纤维内呈弥漫性分布。正常对照肌纤维内未见GRP94和calreticulin表达。免疫荧光双重染色见β-APP聚集和分子伴侣蛋白GRP94呈共表达现象,在β-APP聚集部位可见GRP94的表达。HIBM患者分子伴侣ERp72在肌纤维内分布于镶边空泡以外区域,镶边空泡周边呈环形强免疫荧光染色。正常对照肌肉标本中可见两型纤维差别免疫荧光染色。对8例遗传性包涵体肌病患者的肌肉标本,提取肌肉组织总蛋白并测定提取液蛋白浓度后,进一步作WB分析,定量检测上述5种蛋白。3例行β-APP免疫印迹分析结果显示遗传性包涵体肌病患者肌纤维与正常对照标本相比β-APP含量增高有意义（＞30%）。7例行P-tau免疫印迹分析,5例较正常增高有意义,1例增高不明显,1例含量较正常对照减低。3例行GRP94免疫印迹分析均较正常对照含量增高有意义。4例行ERp72免疫印迹分析,3例较正常对照增高有意义,1例较对照增高不明显;4例行calreticulin免疫印迹分析,2例均较正常对照增高有意义,2例增高不明显。结论:1.HIBM患者在小的变性萎缩肌纤维内见网格斑片状β-APP和P-tau蛋白的聚集,提示细胞内过量异常折叠蛋白的聚集可能是导致肌纤维退行性变的原因。正常大小肌纤维内类圆形β-APP表达可能为异常蛋白聚集初期的形态表现。2.小的萎缩肌纤维内分子伴侣蛋白GRP94、ERp72和calreticulin的强免疫荧光染色提示萎缩肌纤维可能存在异常蛋白导致的内质网应激反应和分子伴侣表达上调。免疫荧光双重染色可见肌纤维内β-APP蛋白聚集部位存在分子伴侣蛋白GRP94的表达,表明GRP94蛋白在β-APP聚集引起的内质网应激反应中起作用。3.本研究在对异常聚集蛋白和分子伴侣蛋白的免疫学检测中运用IF和WB两种方法,结果发现两种方法具有较高的一致性。IF显示HIBM患者肌纤维内存在β-APP、P-tau、GRP94、ERp72和calreticulin蛋白表达,WB检测可见HIBM患者上述蛋白含量增高。

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 英文缩略语中英文对照
• 前言
• 材料与方法
• 1 实验材料
• 1.1 研究对象及其临床资料
• 1.2 实验试剂和仪器
• 1.2.1 耗材和试剂
• 1.2.1.1 常规组织化学和免疫荧光组织化学染色耗材
• 1.2.1.2 常规组织化学和免疫荧光组织化学染色试剂
• 1.2.1.3 蛋白印迹耗材
• 1.2.1.4 蛋白印迹试剂
• 1.2.2 主要实验设备仪器
• 1.2.2.1 常规组织化学和免疫组织化学染色设备仪器
• 1.2.2.2 蛋白印迹设备仪器
• 2. 实验方法
• 2.1 实验标本的获取和处理
• 2.1.1 常规组织化学染色标本的获取和处理
• 2.1.2 免疫荧光组织化学染色标本的获取和处理
• 2.1.3 蛋白印迹标本的获取和处理
• 2.2 实验过程
• 2.2.1 免疫组织化学染色实验过程
• 2.2.1.1 染色过程
• 2.2.1.2 染色结果判断方法
• 2.2.1.3 实验对照设立原则
• 2.2.2 蛋白印迹实验过程
• 2.2.2.1 标本蛋白提取
• 2.2.2.2 蛋白浓度测定（BCA Protein Assay Reagent Kit NO.23225）
• 表格1
• 2.2.2.3 实验试剂配制
• 2.2.2.4 电泳
• 2.2.2.5 转膜
• 2.2.2.6 杂交（抗体孵育）
• 2.2.2.7 曝光与图象扫描
• 2.2.2.8 结果分析
• 2.2.2.9 对照设立原则
• 结果
• 1. IF与WB分析结果
• 1.1 IF结果
• 1.2 WB分析结果
• 讨论
• 附图和附表
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录
• 学位论文评阅及答辩情况表