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文檔簡介
1、目的:肌萎縮側索硬化癥(Amyotrophic Lateral Sclerosis,ALS)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)變性病,主要累及脊髓前角、腦干后組運動神經(jīng)核以及錐體束,以上、下運動神經(jīng)元同時受損為特征。臨床常以單肢遠端肌無力、萎縮為首發(fā)癥狀,逐漸累及其他肢體。上運動神經(jīng)元受累表現(xiàn)為腱反射活躍、病理反射陽性:下運動神經(jīng)元受累表現(xiàn)為遠端肌無力、萎縮。感覺和括約肌功能一般不受影響。近年來ALS確切發(fā)病機制未明確,目前研究認為發(fā)病機制相關因素如下:遺
2、傳因子突變;興奮性氨基酸毒性增高;神經(jīng)絲(neurofilament,NF)異常聚集;線粒體功能障礙;神經(jīng)營養(yǎng)因子(neurotrophic factor,NTF)失調(diào);蛋白質(zhì)聚集體等。眾多研究發(fā)現(xiàn)ALS發(fā)病與運動神經(jīng)元凋亡有關,本研究主要目的是探討ALS肌纖維萎縮與凋亡之間的關系。
運動神經(jīng)元病變導致骨骼肌失神經(jīng)支配,出現(xiàn)特征性病理變化-小角化肌纖維、肌纖維肥大、分裂肌纖維、 萎縮肌纖維成小群分部、核聚集、靶狀纖維、RR
3、F(Ragged Red Fiber)、肌纖維類型群化或肌纖維優(yōu)勢。大量的國內(nèi)外研究證實失神經(jīng)支配后骨骼肌肌纖維與細胞凋亡相關。ALS肌纖維中存在RRF,肌膜下線粒體聚集,顯著的COX、SDH、NADH-TR酶學改變,說明ALS存在線粒體功能異常及氧化損傷現(xiàn)象,由此推測ALS線粒體功能障礙引起肌細胞凋亡可能是肌纖維萎縮的病理、生理學基礎。磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-kinase,PI3K)是磷脂激酶
4、家族中的一個重要成員,PI3K活化產(chǎn)生的細胞膜類脂產(chǎn)物3,4.二磷酸磷脂酰肌醇[PI(3,4)P2]和3,4,5-三磷酸磷脂酰肌醇[PI(3,4,5)P3]是細胞內(nèi)重要的第二信使,它們能激活下游一系列蛋白激酶如Akt/PKB(protein kinase B,蛋白激酶B),PKC(protein kinase C,蛋白激酶C)和PKA(protein kinase A,蛋白激酶A),由此導致信號的進一步轉(zhuǎn)導,參與細胞的增殖、分化、凋亡和
5、葡萄糖轉(zhuǎn)運等多種細胞功能的調(diào)節(jié)。
本研究通過對ALS活檢骨骼肌組織化學及酶學染色病理分析;ALS肌纖維透射電鏡超微結構變化分析;抗-P13K免疫組織化學染色肌纖維表達情況的分析,探討ALS肌纖維的凋亡機制。
方法:選擇31例ALS患者作為研究對象,診斷標準符合2001年中華醫(yī)學會神經(jīng)病學分會ALS的診斷標準——參照世界神經(jīng)病學聯(lián)盟(World Federation of Neurology,WFN)的診斷標準
6、。全部患者行開放式肱二頭肌活檢,冰凍切片,組織化學及酶學染色(HE、GT、COX、NADH-TR、SDH、ATPase),抗-PI3K、NCAM單克隆抗體免疫組織化學染色,光學顯微鏡下分析細胞形態(tài)學改變及PI3K、NCAM在肌纖維的表達。部分患者活檢骨骼肌經(jīng)處理后(方法詳見研究論文)透射電鏡下分析肌纖維超微結構變化。
結果:
1.ALS骨骼肌組織化學及酶學染色病理分析:
ALS患者活檢骨骼肌病理
7、分析共同特點如下:明顯肌纖維大小不一,變性肌纖維散在,壞死、再生肌纖維少見;大量小角化肌纖維散在于肌束間,萎縮肌纖維群化,典型的核聚集現(xiàn)象,常見肌纖維肥大、分裂現(xiàn)象,結締組織不同程度增生;部分患者改良GT染色可見肌膜下嗜堿性顆粒聚集,偶見RRF;ATPase染色肌纖維類型群化或優(yōu)勢;NADH-TR、SDH、COX酶染色胞漿中局灶性酶活性減低,可見典型靶狀纖維、蟲噬纖維。
2.ALS骨骼肌免疫組織化學染色病理分析:
8、 抗-PI3K、NCAM(neural cell adhesion molecule,神經(jīng)細胞粘附分子)單克隆抗體免疫組化染色,分析PI3K、NCZM在ALS肌纖維中表達,PI3K在萎縮肌纖維膜上呈陽性表達,而NCAM在萎縮肌纖維中陰性表達。
3.ALS骨骼肌電鏡下超微結構病理改變分析:
透射電鏡超微結構觀察:變性肌纖維中肌節(jié)結構不清,粗細肌絲排列無序,局部肌絲呈灶狀溶解,Z線呈輕度水紋狀或排列不齊,肌原
9、纖維間充填大量糖原顆粒和變性線粒體,線粒體腫脹、膜嵴融合,可見空泡化線粒體。
結論:
1.ALS活檢骨骼肌病理分析:肌纖維膜下線粒體聚集、RRF,氧化酶(COX、SDH、NADH-TR)活性異常,而這些酶在細胞氧化過程中均為線粒體呼吸酶系的關鍵酶,提示ALS肌纖維中的線粒體氧化代謝障礙。
2.PI3K是PI3K/Akt凋亡途徑重要信號,而PI3K在ALS萎縮肌纖維膜上顯著表達,NCAM在萎縮肌纖
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