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目的小胶质细胞是中枢神经系统免疫细胞,其功能障碍与AD的发病密切相关。本研究以雄性APPswe/PS1dE9(APP/PS1)小鼠为实验对象,探讨3个月的跑台运动干预对该模型小鼠空间学习记忆能力和海马Aβ累积的影响。本研究从小胶质细胞清除、吞噬和降解功能分析运动减少海马Aβ累积的细胞学机制。方法将48只3月龄雄性APP/PS1小鼠随机分为APP/PS1安静组(APP/PS1-SED,n=24)和APP/PS1运动组(APP/PS1-EX,n=24),将42只3月龄雄性C57BL/6野生小鼠随机分为野生安静组(WT-SED,n=21)和野生运动组(WT-EX,n=21)。APP/PS1-EX组小鼠和WT-EX组小鼠进行3个月的有氧跑台运动,每天45min,每周5天。运动干预结束后,采用Morris水迷宫实验检测各组小鼠的空间学习和记忆能力。行为学实验结束24小时后,每组取6只小鼠深度麻醉后经心灌注预冷的PBS冲出血液,随后取右半脑置于4%多聚甲醛中固定制成石蜡切片,左侧海马组织用于Elisa实验;每组另取6只小鼠深度麻醉后取左右海马组织,流式分选小胶质细胞后,用于Elisa和Western blot实验;每组再取3只小鼠按10mg/kg体重的剂量腹腔注射methoxy-X04,另取1只APP/PS1-SED组小鼠不注射methoxy-X04,3小时后深度麻醉小鼠,取左右海马用于流式分析;各组剩余小鼠(WT-SED组和WT-EX组各6只,APP/PS1-SED组8只,APP/PS1-EX组9只)深度麻醉后取左右海马分离原代小胶质细胞,用于体外Aβ清除、吞噬和降解实验,TFEB的荧光染色以及溶酶体pH的检测。具体检测指标如下:1)Aβ指标:Elisa检测小鼠海马组织中可溶性Aβ40和Aβ42的水平,石蜡切片methoxy-X04染色检测小鼠海马纤维样Aβ的沉积水平。2)小胶质细胞功能性实验指标及细胞内Aβ水平:在体外Aβ清除实验中,Elisa检测各组小鼠小胶质细胞培养基上清液中残余的Aβ42水平;在在体Aβ吞噬实验中,流式分析各组小鼠海马methoxy-X04~+Tmem119~+细胞占Tmem119~+细胞的百分比、Tmem119~+细胞内methoxy-X04的平均荧光强度;在体外Aβ吞噬实验中,Elisa检测小胶质细胞内FAM-Aβ42的水平;在体外Aβ降解实验中,细胞methoxy-X04染色检测t3和t24时刻小胶质细胞内Aβ水平,并计算降解指数;Elisa检测小胶质细胞内可溶性Aβ40和Aβ42的水平。3)溶酶体相关指标:荧光Elisa检测各组小鼠小胶质细胞溶酶体酶CTSB和CTSD的活性及溶酶体pH,Western blot检测小鼠小胶质细胞成熟CTSB、成熟CTSD、LAMP1、LAMP2和TFEB的蛋白水平,细胞免疫荧光染色检测小胶质细胞TFEB的核转位情况。结果1)在定位航行实验中,APP/PS1-SED组小鼠的潜伏期在第4天和第5天时显著高于WT-SED组小鼠,游泳总路程在第5天时显著高于WT-SED组小鼠,站台象限时间百分比在第4天和第5天时显著低于WT-SED组小鼠;与APP/PS1-SED组小鼠相比,APP/PS1-EX组小鼠第5天的潜伏期显著减少。在空间探索实验中,与WT-SED组相比,APP/PS1-SED组小鼠的站台穿越次数显著减少;与APP/PS1-SED组相比,APP/PS1-EX组小鼠的站台穿越次数显著增多。与WT-SED组相比,APP/PS1-SED组小鼠海马组织中可溶性Aβ40、Aβ42和纤维样Aβ沉积水平均显著升高;与APP/PS1-SED组相比,APP/PS1-EX组小鼠海马组织中可溶性Aβ40、Aβ42和纤维样Aβ沉积的水平显著降低。2)与WT-SED组相比,APP/PS1-SED组小鼠海马小胶质细胞培养基上清液中残余的Aβ42水平显著增多,methoxy-X04~+Tmem119~+细胞占Tmem119~+细胞的百分比、Tmem119~+细胞内methoxy-X04的平均荧光强度和小胶质细胞内可溶性Aβ42水平显著升高,小胶质细胞内FAM-Aβ42的水平显著降低,小胶质细胞的降解指数显著减小;与APP/PS1-SED组相比,APP/PS1-EX组小鼠海马小胶质细胞培养基上清液中残余的Aβ42水平显著降低,methoxy-X04~+Tmem119~+细胞占Tmem119~+细胞的百分比、Tmem119~+细胞内methoxy-X04的平均荧光强度和小胶质细胞内可溶性Aβ42水平显著降低,小胶质细胞的降解指数显著增大,而小胶质细胞内FAM-Aβ42的水平保持不变。3)与WT-SED组相比,APP/PS1-SED组小鼠小胶质细胞核TFEB的表达显著减少,溶酶体pH显著增大,溶酶体酶CTSB和CTSD的活性显著降低;与APP/PS1-SED组相比,APP/PS1-EX组小鼠小胶质细胞核TFEB的表达显著升高,溶酶体膜相关蛋白LAMP1和LAMP2的蛋白水平上调,溶酶体pH显著降低,溶酶体酶CTSD的活性和成熟CTSD的蛋白水平显著升高。结论1)APP/PS1小鼠海马Aβ累积增多,空间学习和记忆能力减退;3个月的跑台运动干预可显著减少APP/PS1小鼠海马Aβ累积,改善Aβ诱发的空间学习记忆能力损害。2)APP/PS1小鼠海马小胶质细胞清除、吞噬和降解纤维样Aβ的能力受损,小胶质细胞内Aβ累积增多;3个月的跑台运动干预能显著增强APP/PS1小鼠海马小胶质细胞清除和降解纤维样Aβ的能力,减少小胶质细胞内Aβ的累积,但对小胶质细胞吞噬纤维样Aβ的能力没有产生显著影响。3)APP/PS1小鼠海马小胶质细胞TFEB核转位减少,溶酶体功能障碍;3个月的跑台运动干预能显著增强APP/PS1小鼠海马小胶质细胞TFEB核转位及其介导的溶酶体功能。