7.8-二羟基黄酮通过自噬改善MPTP诱导的帕金森模型鼠运动障碍的作用及机制研究

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目的:7.8-二羟基黄酮在多种帕金森动物或细胞模型中都表现出显著的保护性作用。本实验室既往研究表明7.8-二羟基黄酮可以减少帕金森模型鼠脑内α-synuclein的沉积,减少神经元丢失,改善小鼠运动障碍,但其具体作用机制仍不明确,研究表明自噬溶酶体途径在α-synuclein的降解过程中发挥重要作用。本研究通过建立帕金森小鼠模型及细胞模型,来探究7.8-二羟基黄酮是否通过自噬溶酶体途径发挥保护性作用及其可能的机制。方法:(1)帕金森模型鼠的建立:1.5月龄C57BL/6雄性小鼠腹腔注射MPTP,剂量为30mg/kg/d,给药5天,每天1次。(2)引入自噬抑制剂氯喹(CQ),将1.5月龄C57BL/6雄性小鼠随机分成5组:对照组(CTR组),MPTP组,MPTP+DHF组,MPTP+CQ组,MPTP+DHF+CQ组。DHF(5mg/kg)和CQ(50mg/kg)通过腹腔注射给药,每天1次,给药时间为14天,从造模的第1天开始给药,给药结束后通过行为学实验来检测小鼠的运动平衡能力,行为学检测包括转棒、悬绳和爬杆,行为学实验结束后取小鼠脑组织进行免疫组化及蛋白免疫印迹实验。免疫组化实验中,主要通过TH(酪氨酸羟化酶)染色来判定黑质及纹状体中多巴胺能神经元存活情况。蛋白免疫印迹实验中,分别检测各组小鼠纹状体和中脑内TH、α-synuclein、p-Trk B、t-Trk B表达情况。(3)帕金森细胞模型的建立:MPP+(500u M)处理N2A细胞24h。(4)N2A细胞被分成CTR组(对照组)、MPP+组、MPP++DHF组,DHF(25u M)处理时间为24h,细胞处理结束后使用免疫荧光技术检测胞内LC3阳性荧光斑点变化情况,并通过蛋白免疫印迹实验进行自噬标记物的检测,验证DHF是否在帕金森细胞模型上诱导自噬。(5)N2A细胞被分成CTR组(对照组)、MPP+组、MPP++DHF组、MPP++CQ组、MPP++DHF+CQ组、MPP++DHF+CQ+3-MA组,其中CQ以50u M浓度处理细胞4h,3-MA以30m M浓度处理细胞24h。细胞处理结束后用蛋白免疫印迹实验检测LC3和P62,明确DHF对自噬流的影响。(6)N2A细胞中使用Trk B受体抑制剂ANA-12从而确定DHF是否通过Trk B受体来诱导自噬。(7)N2A细胞中使用U0126、U73122等抑制剂来确定DHF诱导自噬所涉及的信号通路。结果:(1)在转棒实验中,MPTP组在转动棒上的停留时间明显减少,MPTP+DHF组小鼠在转动棒上的时间显著延长,而在DHF与CQ共同处理后,小鼠在转动棒上的停留时间又减少到MPTP组水平。(2)在爬杆实验中,MPTP组从杆顶端到底部平台时间与对照组相比明显增加,给予DHF处理后,小鼠从杆顶部到达底部平台时间明显缩短,而同时给予DHF和CQ处理后,小鼠爬杆时间延长到MPTP组水平。(3)在悬绳实验中,DHF减少了帕金森模型鼠从中点到平台时间,而CQ将时间延长到MPTP组水平。(4)免疫组化实验中,MPTP组黑质多巴胺能神经元数量较对照组明显减少,DHF的处理减少了多巴胺能神经元的丢失,CQ处理后阻断了DHF对多巴胺能神经元的保护作用;纹状体多巴胺能神经元纤维末梢含量也有着同样的变化。(5)蛋白免疫印迹实验中,与对照组相比,MPTP组小鼠纹状体TH表达下降,α-synuclein出现累积,DHF处理后,TH的水平恢复到对照水平,同时α-synuclein的累积减少,DHF产生的这些作用在CQ处理后被阻断了,中脑蛋白检测也有着同样的结果。(6)免疫荧光实验中,与MPP+组相比,DHF处理可以增加LC3阳性荧光斑点的数量,蛋白免疫印迹实验中DHF处理后LC3II增加,Beclin-1增加,P62减少。(7)CQ处理后细胞内LC3II出现累积,MPP++DHF组比MPP+组LC3II累积量更明显,且LC3II的累积可被3-MA抑制。(8)使用Trk B受体抑制剂ANA-12后,DHF的自噬诱导作用被抑制。(9)U0126可以发挥DHF类似的自噬诱导作用。(10)U73122处理后不影响DHF引起的自噬标记物LC3II和P62的变化。结论:(1)自噬抑制剂CQ阻断了DHF对帕金森模型鼠的运动保护作用。(2)自噬抑制剂CQ阻断了DHF对帕金森模型鼠的多巴胺能神经元保护作用。(3)自噬抑制剂CQ阻断了DHF对帕金森模型鼠脑内α-synuclein的减少作用。(4)DHF促进了PD模型细胞内自噬小体和自噬流的增加。(5)DHF的自噬诱导作用依赖于Trk B受体。(6)DHF通过ERK-LKB1-AMPK通路来调控自噬。
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