论文部分内容阅读
研究背景和目的阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是痴呆最为常见的类型,表现为认知功能障碍和精神症状,病理性标志物为淀粉样蛋白(amyloidβ-protein,Aβ)沉积和神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NTFs)。临床研究表明,应激的生活方式或精神疾病(抑郁)是AD的危险因素。丁苯酞(Butylphthalide,NBP)是dl-3-正丁基苯酞的简称,为一类手性化合物,最初从芹菜种子中分离得到,已被批准用于治疗急性缺血性脑卒中。目前关于丁苯酞对脑缺血和脑梗死相关认知缺陷的有益作用已在缺血性患者和动物模型中得到证实,且丁苯酞也是一种潜在的治疗糖尿病相关认知障碍的药物。本文旨在探讨丁苯酞对慢性应激引起的小鼠认知功能障碍的影响及其可能的作用机制。研究方法60只C57BL/6J小鼠随机分为2组:造模组(CUMS)(n=50)和对照组(Control)(n=10),Control组正常饲养,进食饮水自由,CUMS组给予慢性不可预测性应激造模刺激,其他条件同Control组,4周后对造模组进行糖水偏好实验(Sucrose Preference Test,SPT),强迫游泳实验(Forced Swimming Test,FST)检测各组小鼠抑郁水平,并将表现为抑郁表型的小鼠分为抑郁易感组(CUSD);其余接受应激不表现为抑郁表型的小鼠分为抑郁抵抗组(CUSR)。同时将CUSD,CUSR组小鼠随机分为,抑郁易感组+玉米油(CUSD)、抑郁易感组+丁苯酞(CUSD+NBP)、抑郁抵抗组+玉米油(CUSR)、抑郁抵抗组+丁苯酞(CUSR+NBP)。丁苯酞组单独给予20mg/(kg·d)的丁苯酞,玉米油作为药物对照,Control组、CUSD组和CUSR组给予相同体积的玉米油。在接受丁苯酞灌胃治疗的同时继续给予应激,8周后,应用糖水偏好实验和强迫游泳实验检测小鼠抑郁水平;Morris水迷宫检测小鼠空间学习与记忆能力;应用蛋白免疫印迹检测海马突触相关蛋白PSD93、PSD95、Synaptophysin和炎症小体相关蛋白NLRP3、Caspase-1、IL-1β的表达以及病理性tau蛋白磷酸化的表达水平;应用免疫荧光检测小鼠海马小胶质细胞的活化情况;应用高尔基染色检测小鼠海马DG区、CA3区神经元树突棘数目和树突棘形态的改变。研究结果1.造模4周后,小鼠糖水偏好率下降,强迫游泳不动时间延长,表现为抑郁样行为,确定为CUSD组;剩余小鼠与对照组无显著差异,确定为CUSR组。2.造模8周后,CUSD组与Control组相比,仍表现为糖水偏好率下降,强迫游泳不动时间延长。CUSD+NBP组与CUSD组相比,糖水偏好率增加,强迫游泳不动时间降低,表明小鼠抑郁样行为明显改善;CUSR组和CUSR+NBP组与Control组相比,糖水偏好率、强迫游泳时间无显著统计学差异。3.与Control组相比,CUSD组和CUSR组在水迷宫实验中寻找隐藏平台的潜伏期显著延长,目标平台象限的穿越次数显著下降,认知功能减退;丁苯酞治疗后的CUSD组和CUSR组在水迷宫实验中寻找隐藏平台的潜伏期缩短,目标平台象限的穿越次数明显增加,说明丁苯酞改善慢性应激小鼠的认知功能障碍。4.与Control组相比,CUSD组和CUSR组NLRP3、Caspase-1 p20、IL-1表达水平显著增加,丁苯酞可以降低CUSD组、CUSR组NLRP3、Caspase-1 p20、IL-1β表达水平。5.与Control组相比,CUSD组和CUSR组tau蛋白在T231和S396位点的磷酸化水平显著增加,未磷酸化tau蛋白tau1的表达水平下降,丁苯酞可以逆转CUSD组和CUSR组tau231,tau396,tau1表达水平的变化,而总的tau蛋白tau5水平在丁苯酞治疗前后没有显著差异;与Control组相比,CUSD组和CUSR组Akt、GSK-3β的失活形式p-Akt、p-GSK-3β的表达水平下降,而丁苯酞治疗后CUSD组和CUSR组p-Akt、p-GSK-3β的表达水平增加,总的Akt、GSK-3β表达水平在各组之间没有差异。6.与Control组相比,CUSD组和CUSR组突触相关蛋白PSD93、PSD95表达水平显著降低,丁苯酞可以逆转CUSD组和CUSR组PSD93、PSD95表达水平的变化。7.与Control组相比,CUSD组和CUSR组小鼠海马DG区、CA3区突触棘数目明显减少,丁苯酞可以改善CUSD组和CUSR组突触棘数目的变化;与Control组相比,CUSD组和CUSR组小鼠海马DG区树突棘的成熟形态明显减少,丁苯酞治疗之后的CUSD组和CUSR组小鼠海马DG区树突棘的成熟形态增加,表明丁苯酞促进树突棘的分化与发育,逆转慢性应激小鼠的突触可塑性损害。8.与Control组相比,CUSD组和CUSR组Iba1+小胶质细胞数目明显增加,丁苯酞减少CUSD组和CUSR组阳性小胶质细胞数目。结论无论CUMS是否引起了小鼠抑郁样行为,CUMS都可以导致小鼠认知功能障碍及海马区Tau蛋白磷酸化水平明显增加;丁苯酞能够改善慢性应激小鼠认知功能障碍及减少海马区Tau蛋白病理性蓄积,其机制可能与丁苯酞抑制小鼠海马小胶质细胞的活化,从而抑制NLRP3/Caspase-1/IL-1β信号通路的激活,进而降低炎症介质的产生和调控Akt/GSK-3β/Tau通路,逆转突触可塑性,从而改善慢性应激小鼠认知功能障碍有关。