Irisin在脂多糖诱导的炎性认知障碍中的保护作用及机制研究

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目的:神经炎症在多种认知障碍的发生发展中起重要作用。新近发现的Irisin是由FNDC5水解形成的糖基化蛋白,在人体中主要表达在肌肉组织和白色脂肪组织,参与运动、糖脂代谢等功能的调节。新近证实,Irisin在外周多种疾病中有抑制炎症和线粒体保护作用,并可在阿尔茨海默病中促进脑源性神经营养因子分泌,具有神经元保护作用,但Irisin在认知障碍神经炎症中的作用和机制仍不清楚。本研究的目的是探索Irisin在LPS诱导的炎性认知障碍模型中的作用和机制。方法:(1)LPS腹腔注射C57BL/6J雄性小鼠构建经典炎性认知障碍小鼠模型,实验分正常对照组(Control组)、LPS诱导的模型组(模型组)和Irisin治疗组(Irisin组)。采用水迷宫评估各组小鼠认知功能;采用免疫荧光观察Irisin对各组小鼠皮层和海马各区小胶质细胞和星型胶质细胞的激活水平;采用Q-PCR和Western blot检测各组小胶质细胞的极化水平;采用Western blot检测各组PI3K/Akt信号通路关键蛋白表达水平。(2)LPS诱导BV2小胶质细胞构建体外炎性细胞模型,实验分正常对照组、LPS组和Irisin给药组。采用CCK-8检测不同浓度Irisin对BV2细胞活率的影响;采用ELISA法检测各组BV2细胞LPS诱导的炎性因子水平,并检测其线粒体膜电位和氧化应激水平;采用BV2细胞条件培养基与PC12细胞共培养技术评估Irisin对炎症介导的PC12神经细胞损伤的作用;采用流式分析检测各组BV2细胞极化M1型和M2型的比例;采用Western blot检测各组BV2细胞PI3K/Akt信号通路关键蛋白表达水平研究Irisin的作用机制。结果:(1)与Control组相比,LPS诱导的模型组小鼠逃避潜伏期延长,穿越原平台的次数、目标象限路程占总路程的百分比以及目标象限停留时间均显著降低(p<0.05),而与模型组相比,Irisin组小鼠逃避潜伏期缩短,其余指标均显著延长(p<0.05);LPS组小鼠皮层、海马CA1区、CA3区、DG区小胶质细胞和星形胶质细胞的含量较Control组明显升高(p<0.05),给予Irisin处理后,小鼠相应脑区小胶质细胞和星形胶质细胞的含量则显著减少(p<0.05);Irisin组i NOS m RNA和i NOS蛋白表达水平比LPS组显著降低(p<0.05);Irisin组p-PI3K/PI3K和p-Akt/Akt比值与LPS组相比显著降低(p<0.05);(2)Irisin处理可使LPS诱导的BV2小胶质细胞分泌IL-6和TNF-α水平显著减少(p<0.05);与Control组相比,LPS组BV2小胶质细胞条件培养基处理后PC12细胞损伤和凋亡显著增多(p<0.05),而给予Irisin后PC12细胞损伤和凋亡显著减少(p<0.05);Irisin处理可使LPS和IFN-γ共同诱导后的BV2细胞M1比例显著降低(p<0.05);Irisin组与LPS组相比,p-PI3K、PI3K和p-Akt/Akt比值均显著降低(p<0.05)。结论:Irisin可通过PI3K/AKT途径抑制小胶质细胞的激活和M1型的极化从而改善炎性认知功能障碍。
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