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高脂血症(Hyperlipidemia,HLP)是由总胆固醇(TC)、甘油三酯(TG)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)升高,和/或高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)降低等多种原因引起的全身性脂代谢紊乱。近年来,饮食习惯趋向西方化导致脂质摄入增加,被认为是高脂血症患者增加的主要原因。研究表明,血脂升高可增加血脑屏障的通透性,使阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease,AD)患病风险增高。目前,HLP已被确定为AD除遗传外的危险因素。但是,临床上高脂血症患者脑组织是否存在病理变化、是否受损并不明确。24-脱氢胆固醇还原酶(DHCR24)是胆固醇合成中的关键酶,可参与胆固醇的从头合成和神经细胞对不同应激的保护,包括内质网应激、Aβ毒性、氧化应激等。此外DHCR24也被检测到在AD患者脑组织特定神经元中表达降低。但其在高脂血症伴随高胆固醇诱导的神经细胞损伤中的作用机制尚不清楚。本实验通过构建高脂血症模型小鼠,对其脑组织生理结构病变进行观察并对小鼠脑组织胆固醇浓度进行检测。在确认高脂血症可诱导小鼠脑组织损伤及脑内胆固醇浓度升高后,探究高胆固醇对神经细胞损伤的分子机制。并在细胞水平上,以DHCR24为靶点探究其对高胆固醇诱导神经细胞损伤的保护作用。本实验分为以下三个部分进行。1)研究动物水平高血脂是否会引起脑组织损伤。首先建造C57BL/6J小鼠高血脂模型,通过对脑组织切片HE染色和TUNEL凋亡检测观察小鼠脑组织病理结构变化和细胞凋亡情况,并利用高效液相(HPLC)测定小鼠脑胆固醇含量。HE染色结果表明,正常饮食组(Normal Diet,ND)组小鼠DG区呈现正常组织结构和神经元分布,大脑皮层神经元排列整齐、致密,而高脂饮食组(High Fat Diet,HFD)DG区细胞核有明显的染色质浓缩,大脑皮层区域神经元顺序混乱并且结构较为疏松。TUNEL检测结果表明,HFD组小鼠脑组织细胞凋亡较ND组显著增多。HPLC结果表明,HFD组小鼠脑胆固醇含量较ND组显著升高。上述结果表明,高脂血症可诱导小鼠脑组织发生病理结构改变、细胞凋亡增多以及胆固醇浓度升高。2)探究高脂血症诱导小鼠脑部损伤的分子机制。我们对小鼠脑组织进行了RT-PCR、Western Blot实验和免疫沉淀(IP)实验。RT-PCR及Western Blot结果表明,HFD组小鼠脑组织DHCR24基因m RNA表达无显著变化,而蛋白表达显著下调。IP技术检测DHCR24受泛素化修饰调控情况,结果显示HFD组小鼠脑组织DHCR24受泛素化降解调控显著增加。3)探究细胞水平上DHCR24对胆固醇负荷诱导的神经细胞凋亡的保护作用。通过胆固醇负荷小鼠神经母细胞瘤细胞(N2A),模拟神经细胞处于高胆固醇环境,然后进行Western Blot、RT-PCR和TUNEL凋亡检测。Western Blot结果表明,N2A细胞在胆固醇负荷条件下DHCR24蛋白表达下调,内质网应激蛋白Bip、Chop蛋白表达上调。RT-PCR结果表明,N2A细胞在胆固醇负荷条件下DHCR24 m RNA表达下调。TUNEL检测结果表明,在N2A细胞中利用重组腺病毒Ad-DHCR24驱动DHCR24蛋白的过表达可逆转由胆固醇负荷诱导的细胞凋亡。上述实验结果暗示,N2A细胞在胆固醇负荷条件下可发生内质网应激,可能由此诱发泛素-蛋白酶体途径的DHCR24降解,降低对神经细胞的保护作用,进而引发神经细胞凋亡。重组腺病毒驱动的DHCR24过表达,可逆转由胆固醇负荷诱导的N2A细胞凋亡。综上所述,本研究证实高脂血症可诱导小鼠脑组织胆固醇含量增加并发生病理损伤,同时伴随小鼠脑组织中DHCR24蛋白表达的下调,而细胞水平DHCR24过表达可逆转胆固醇负荷引起的细胞凋亡。本研究的结果可以为将DHCR24开发为治疗高脂血症诱导的阿尔兹海默病的新靶点提供参考。