宿主钙结合蛋白S100B介导HIV-1 gp120损伤中枢神经系统的作用和机制研究

作     者：魏轶 

作者单位：南方医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：黄胜和

授予年度：2019年

学科分类：1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 100401[医学-流行病与卫生统计学] 10[医学] 

主      题：HIV-1 gp120 S100B 脑损伤 S100B抑制剂 SBi4211 

摘      要：一、研究背景和目的人类免疫缺陷病毒-1(HIV-1)包膜蛋白gp120诱导的神经毒性是导致HIV相关神经认知障碍(HAND)发病的主要因素。尽管鸡尾酒疗法已被广泛应用,但是感染晚期造成的脑损伤依然是艾滋病防治热点。S100B蛋白隶属于S100蛋白家族,是一种具备广泛生物特性,并富集在中枢神经系统胶质细胞内的钙结合蛋白。该蛋白对神经元具有双向调节作用,低浓度时,细胞外的S100B对神经元具有一定的营养作用,而高浓度时,S100B则具有神经毒性。因此,普遍将S100B视为神经损伤的一个分子标记物。目前研究表明,HIV-1 gp120蛋白在损伤中枢神经系统在过程中均提示有S100B的参与。因此,本研究目的是,探索S100B在gp120HIV-1神经系统损伤中的作用及其作用机制,为治疗HIV-1感染引起的艾滋病脑病提供防治依据。二、研究方法与结果本实验用U251细胞以及sh-sy5y细胞构建体外模型,8月龄gp120转基因C57小鼠模拟体内HAND模型,以正常C57小鼠作为对照,将其分为三组,对照组、gp120组以及S100B抑制剂给药组。1、体外单独培养U251,ELISA检测S100B蛋白的表达与gp120蛋白处理呈时间/浓度-依赖关系,WB实验证明期间伴随RAGE表达的变化。2、构建U251与神经元细胞共培养模式,经过细胞凋亡以及神经元完整性检测,ELISA试剂盒测定发现细胞中炎症因子IL-6、TNF-α分泌增加,结果表明gp120蛋白刺激下的S100B可以造成神经元损伤。3、建立S100B抑制剂的浓度/时间-效应关系,通过同样的检测方法发现在上述共培养模型中S100B抑制剂可以很大程度上降低炎症水平从而保护神经元。4、通过免疫组化、免疫印迹分析等检测证实gp120 Tg小鼠与WT小鼠中S100B表达水平与神经炎症及脑损伤程度具有相关性。5、同样的方法发现给药组小鼠(抑制剂SBi4211)与gp120组小鼠相比,S100B的蛋白表达量显著降低,神经炎症与脑损伤程度得到一定程度的改善,并伴随RAGE表达量的下调。三、结论1、gp120蛋白能够诱导星形胶质细胞的增生,促进S100B蛋白的表达,并且伴随神经元细胞的损伤;2、S100B抑制剂SBi4211可以抑制gp120蛋白刺激下的S100B蛋白表达,从而对神经元具有保护作用;3、S100B抑制剂SBi4211可以减少小鼠S100B的表达,降低神经炎症水平,减缓gp120转基因小鼠脑损伤的进程,作用机制可能与RAGE的下调有关。