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目的阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)是中老年群体高发的神经退行性疾病。肌醇需求酶1α(inositol-requiring enzyme-1α,IRE1α)-微RNA(microRNA,miRNA)信号异常是AD的病理机制之一。IRE1α下游miR-200、miR-17、miR-34、miR-7能参与Aβ生成和神经细胞凋亡等多种AD病理进程。运动能预防和缓解AD,其机制可能涉及IREIα-miRNA信号的调控。本研究选取3月龄雄性APPswe/PS1d E9(APP/PS1)转基因小鼠和野生型小鼠为实验对象,探究12周中等强度有氧运动对APP/PS1转基因小鼠空间学习记忆能力、Aβ生成及海马细胞凋亡的影响。从IRE1α-miRNA信号通路角度切入,初步探讨IRE1α-miRNA信号通路介导运动干预AD病理的可能机制。方法将18只3月龄雄性野生型小鼠随机分为野生型对照组(Wild-type sedentary control group,WTS)和野生型运动组(Wild-type exercise group,WTE),将18只3月龄雄性APP/PS1转基因小鼠随机分为转基因对照组(Transgenic sedentary control group,ADS)和转基因运动组(Transgenic exercise group,ADE)。WTE组和ADE组小鼠给予12周的中等强度跑台运动干预,每天45分钟,每周5天。WTS组和ADS组安静饲养。跑台运动结束后对各实验组小鼠进行Morris水迷宫实验,检测其空间学习与记忆能力。水迷宫实验完成24小时后,每组取4只,麻醉后经心脏灌注多聚甲醛,取全脑制作石蜡切片用于TUNEL实验检测各实验组小鼠海马组织细胞凋亡情况。每组另取5只,麻醉后处死,取双侧海马,ELISA实验检测各实验组小鼠海马组织Aβ40和Aβ42含量。用WB和Simple western实验检测各实验组小鼠海马组织GRP78、p-IRE1α/IRE1α、XBP1s、Caspase3、Bcl-2及Bax的表达水平。用PCR检测各实验组小鼠海马组织miR-7、miR-17、miR-125、miR-34a、miR-200的表达水平。结果(1)运动能提高APP/PS1小鼠空间学习与记忆能力:在定位航行实验中,与WTS组相比,ADS组第3(P<0.05)、4(P<0.01)、5(P<0.01)天潜伏期显著性增加;与ADS组相比,ADE组第4(P<0.01)、5(P<0.01)天的潜伏期显著减少。与WTS组相比,ADS组第4(P<0.05)、5(P<0.05)天站台象限时间百分比显著性减少;与ADS组相比,ADE组第5(P<0.05)天的站台象限时间百分比显著增加。在空间探索实验中,与WTS组相比,ADS组小鼠站台穿越次数显著性减少(P<0.01);与ADS组相比,ADE组小鼠站台站台穿越次数显著性增加(P<0.05)。(2)运动能减少APP/PS1小鼠海马组织Aβ40和Aβ42含量:ELISA结果显示,与WTS组相比,ADS组小鼠海马组织Aβ40和Aβ42表达水平均显著性增加(P<0.01)。与ADS组相比,ADE组小鼠海马组织Aβ40和Aβ42表达水平均显著性减少(P<0.01)。(3)运动能减轻APP/PS1小鼠海马神经细胞凋亡水平:WB结果显示,与WTS组相比,ADS组小鼠海马组织Caspase-3(P<0.05)表达水平、Bax(P<0.01)表达水平、Bax/Bcl2(P<0.01)比率显著性增加。与ADS组相比,ADE组小鼠海马组织Caspase-3(P<0.01)表达水平、Bax(P<0.01)表达水平、Bax/Bcl2(P<0.01)比值显著性降低。TUNEL结果显示,与WTS组相比,ADS组小鼠海马组织TUNEL阳性细胞数显著性升高(P<0.01)。与ADS组相比,ADE组小鼠海马组织TUNEL阳性细胞数显著性降低(P<0.01)。(4)运动能缓解APP/PS1小鼠海马组织IRE1α过度激活:WB和Simple western结果表示,与WTS组相比,ADS组小鼠海马组织GRP78(P<0.01)、XBP1s(P<0.01)表达水平显著性增加,IRE1α/p-IRE1α(P<0.05)比值显著性增加。与ADS组相比,ADE组小鼠海马组织GRP78(P<0.05)表达水平、XBP1s(P<0.01)表达水平、IRE1α/p-IRE1α(P<0.01)比值显著性降低。(5)运动能调节APP/PS1小鼠海马组织miRNA的表达水平:PCR结果显示,与WTS组相比,ADS组小鼠海马组织miR-34a(P<0.01)、miR-200a(P<0.01)、miR-200c(P<0.05)表达水平显著性降低。与ADS组相比,ADE组小鼠海马组织miR-7b(P<0.05)、miR-96a(P<0.05)、miR-34a(P<0.05)、miR-200a(P<0.05)、miR-125a(P<0.01)、miR-34b(P<0.01)、miR-34c(P<0.01)表达水平显著性增加。结论本研究发现,6月龄APP/PS1转基因小鼠学习记忆能力下降,海马组织Aβ和神经细胞凋亡水平增加,其过程与海马组织IRE1α激活其下游miRNA的表达异常有关。运动能通过缓解IRE1α过度激活和纠正miRNA的表达,进而干预AD。具体机制可能是,运动通过调控IRE1α-miRNA信号,减少Aβ40和Aβ42的聚集数量;运动通过调控IRE1α-miRNA信号,抑制Caspase3和Bax凋亡蛋白的产生,抑制神经细胞凋亡,进而改善AD小鼠认知障碍。