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目的:在中枢神经系统发育过程中,胎儿酒精暴露会引起大量的神经元凋亡,导致认知障碍,记忆力下降。然而,酒精引起神经元凋亡的作用机制尚待进一步研究。已有研究表明,转录抑制因子Single-minded2(Sim2)参与唐氏综合征(DS)和阿尔兹海默病(AD)等学习记忆障碍性疾病的发生;而且Sim2的过表达会引起神经元损伤。然而,Sim2是否参与了酒精介导的神经元损伤,以及在此过程中是何信号通路调控Sim2的表达,并最终导致神经元功能失调,尚待阐明。 方法:在细胞水平及动物模型上研究酒精对Sim2表达及神经元损伤的作用。采用Western Blot检测不同浓度的酒精(50mM和100mM)处理下人的神经母细胞瘤细胞系SH-SY5Y和原代大鼠皮质神经元中Sim2及cleaved caspase3的蛋白表达水平;探讨Sim2在酒精所致神经元损伤中的作用。在此基础上,干预Sim2的表达,进一步明确其作用。同时使用出生后七天(P7)的C57BL/6小鼠颈部皮下注射20%的酒精(2.5 g/kg)建立胎儿酒精暴露动物模型;在酒精处理前皮下注射蛋白激酶A抑制剂H-89,用Western Blot和免疫荧光双标法探讨PKA信号通路抑制剂对酒精所致Sim2表达和神经元损伤的影响。 结果:1.酒精能够在细胞水平和动物水平增加Sim2及cleaved caspase3的蛋白表达:在SH-SY5Y细胞和原代培养神经元中,分别使用50mM和100mM的酒精处理细胞,与对照组相比,酒精处理不同时间(12,24,48 h)均可增加Sim2及cleaved caspase3的蛋白表达(P<0.05),并且两者的表达趋势一致。在酒精暴露小鼠模型皮质中,与溶媒对照组相比,酒精显著增加Sim2及cleaved caspase3的蛋白表达(P<0.05);并且免疫荧光结果显示,与对照组相比,酒精增加的Sim2主要表达在神经元。 2.Sim2 shRNA慢病毒可沉默Sim2的表达并显著降低cleaved caspase3的蛋白水平:使用Sim2 shRNA慢病毒处理SH-SY5Y细胞,与Scr shRNA组相比,Sim2 shRNA可显著降低酒精所致的Sim2及cleaved caspase3的蛋白表达(P<0.05);而Scr shRNA不能反转酒精所致的Sim2及cleaved caspase3的表达。 3.酒精通过激活PKA信号通路引起Sim2和cleaved caspase3蛋白表达增加:在SH-SY5Y细胞中,H-89(PKA信号通路抑制剂)可显著减少酒精引起的Sim2的表达(P<0.05);与对照组相比,Fsk(腺苷酸环化酶激活剂)可显著增加Sim2的表达(P<0.05)。在动物模型中,H-89可显著降低酒精引起的大脑皮质中Sim2和cleaved caspase3的蛋白表达(P<0.05)。 结论:酒精通过激活PKA促进Sim2表达,进而引起细胞凋亡。