Исследование патогенеза болезни Альцгеймера на модели Drosophila melanogaster

• Автор: Большакова, Ольга Игоревна
• Шифр специальности: 03.03.06, 03.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 130 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Список сокращений.

Введение.

1. Обзор литературы.

1.1. Болезнь Альцгеймера, патогенез и предположительные механизмы возникновения.

1.1.1. Нейропатоморфологические признаки.

1.1.2. Гипотезы развития БА.

1.1.2.1. Гипотеза «амилоидного каскада».

1.1.2.2. Холинергическая гипотеза.

1.1.2.3. Митохондриальная гипотеза.

1.1.2.4. Роль нейровоспаления. Воспалительная гипотеза.

1.1.2.5. Холестериновая гипотеза.
1.1.2.6. Г ипотеза окислительного стресса. 3 О
1.1.2.7. Г ипотеза иммунитета и другие гипотезы.
1.1.3. Г енетические факторы Б А.
1.2. Моделирование признаков БА на трансгенных животных.
1.3. Моделирование основных признаков Б А на Drosophila melanogaster.
2. Материалы и методы.
2.1. Линии Drosophila, использованные в работе.
2.2. Конфокальная микроскопия: подготовка образцов.
2.2.1 .Приготовление препаратов мозга Drosophila.

2.2.2. Приготовление препаратов нейромышечных соединений (НМС) Drosophila.
2.3. Конфокальная микроскопия: анализ изображений.
2.2.1. Анализ холинергических и дофаминергических
нейронов в мозге Drosophila.
2.2.2. Анализ митохондрий и синаптических белков в аксонах и НМС личинок Drosophila.
2.2.3. Иммуногистохимические методы.
2.4. Методика анализа нейродегенерации в мозге мух.
2.5. Анализ продолжительности жизни мух разных групп.
2.6. Методы анализа поведения.
2.6.1. Анализ геотаксиса и локомоторной активности.
2.6.2. Анализ способности к обучению и формированию памяти.
2.7. Использование никотиновой кислоты для модуляции выживаемости
и процессов нейродегенерации в мозге Drosophila.
2.8. Статистическая обработка результатов.
3. Результаты и обсуждение
3.1. Анализ продолжительности жизни, нейродегенерации и поведения Drosophila при гиперэкспрессии в их нервных клетках генов человека:
АРР, АРР с мутацией Swedish, пресенилина 1 (PS1) и его мутантных
форм, последовательности Ар42.
3.2. Анализ влияния гиперэкспрессии гена АРР человека на нейродегенерацию в мозге мух.

3.2.1. Анализ гибели холинергических нейронов при экспрессии гена АРР человека.
3.2.2. Анализ гибели дофаминергичеких нейронов при экспрессии гена АРР человека.
3.2.3. Исследование памяти и способности к обучению Drosophila при экспрессии гена АРР человека в холинергических и дофаминергических нейронах.
3.3. Анализ морфологических и функциональных нарушений в нейромышечных соединениях личинок Drosophila при экспрессии гена PS1 человека и последовательности Aß42.
3.3.1. Анализ морфологии нейромышечных соединений в личинках Drosophila при экспрессии PS1 человека и последовательности Aß42.
3.3.2. Анализ активных зон в нейромышечных соединениях личинок Drosophila при экспрессии PS1 человека и последовательности Aß42.
3.3.3. Анализ распределения митохондрий в аксонах и нейромышечных соединениях личинок Drosophila при экспрессии PS1 человека и последовательности Aß42.
3.3.4. Анализ распределения пресинаптических белков в нейромышечных соединениях личинок Drosophila при экспрессии PS1 человека и последовательности Aß42.
3.4. Распределение пресинаптических белков в мозге Drosophila при экспрессии гена PS1 человека.
3.5. Исследование влияния никотиновой кислоты на выживаемость нейродегенеративные процессы в мозге и поведение Drosophila при экспрессии в их нервных клетках генов человека: АРР, АРР с мутацией Swedish и ВАСЕ.
3.5.1. Анализ влияния никотиновой кислоты на выживаемость мух.

доказательства того, что АРР и Aß играют центральную роль в патогенезе БА. Следует отметить, что только ген АРР, но не другие родственные ему гены, содержат последовательность Aß. Существуют три основные изоформы АРР (АРР 695, АРР 751, АРР 770), образующиеся в результате альтернативного сплайсинга 7 и 8 экзонов этого гена. В нейронах в основном присутствует форма АРР695 (Octave, 2013).
Примерно 50-60% случаев аутосомно-доминантной наследственной формы БА с ранним началом составляют мутации в гене PS1, расположенном на 14-й хромосоме. Это более 150 различных мутаций, которые характеризуются полной пенетрантностью и приводят к быстрому развитию болезни (5-7 лет). PS1 - интегральный мембранный белок, ген которого экспрессируется повсеместно, во всех тканях, включая нервную систему (Но, Shen, 2011). PS1 локализуется, главным образом, в эндоплазматической сети (Haass, 1997), ядерной мембране и конусах роста (Busciglio et al., 1997).
Ген PS2 (пресенилин 2) локализован на 1 хромосоме. Две описанные миссенс-мутации PS2 обладают неполной пенетрантностью и встречаются редко (Sherrington et al., 1996).
Пресенилины - эволюционно-консервативные интегральные трансмембранные белки, состоящие из 8 трансмембранных доменов и большой гидрофильной цитоплазматической петли между 6 и 7 доменами (Doan et al., 1996; Li, Greenwald, 1998). Пресенилины участвуют в нормальном функционировании нейронов и играют важную роль в протеолизе и превращениях различных сигнальных молекул, некоторые из которых участвуют в процессах ^ развития. Наряду с Aph-1, Реп-2 и никастрином они являются неотъемлемыми компонентами протеазного комплекса - у-секретазы, который отвечает за внутримембранное расщепление АРР (De Strooper, Annaert, 2010), а также других трансмембранных белков, например, Notch и LRP, ЕгВ-4 (Коо, Корап, 2004; Ebinu, Yankner, 2002; Marambaud et al., 2002). Мутации в гене PS1 изменяют процессинг АРР и могут способствовать дегенерации нейронов и апоптозу. В