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研究背景:阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease,AD)是一种老年人群中高发的神经退行性疾病,尽管其具体发病机制尚不明确。但众多研究证据表明,神经炎症在AD神经元退变损伤进程中发挥重要作用。因此,改善神经炎症相关病理,必将有利于AD的防治。二十碳五烯酸(Eicosapentaenoicacid,EPA)是一种人体不能合成的Omega3多不饱和脂肪酸(polyunsaturated fatty acid,PUFAs)。其摄入的减少与AD高发成正相关,表明EPA具有保护神经元预防AD发生的潜在效应。那么EPA的神经保护抗AD效应是否与改善炎症病理有关?在前期研究中,课题组报道了 EPA可以缓解炎症诱导的神经元损伤,且该作用与EPA逆转炎症诱导的脑源性神经营养因子(Brain-derived neurotrophic factor,BDNF)表达下调相关联。但EPA如何干预炎症情况下BDNF的表达,目前研究不甚清楚。研究表明:cAMP 效应元件结合蛋白(cAMP response element binding protein,CREB)参与BDNF表达调控,通过与BDNF结构基因上游调控元件结合,CREB可以上调BDNF表达。而在CREB功能启动之前,需要丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)或 Akt、蛋白激酶 A(protein kinase A,PKA)等蛋白酶磷酸化CREB丝氨酸133位点使其由无活性态转为活化态而激活。有研究发现:EPA影响多种激酶包括Akt激酶的活性。因此,本研究推测:EPA可能通过干预Akt表达,继而影响CREB磷酸化激活,从而实现对BDNF的表达调控,最终表现改善炎症相关AD神经元损伤的效应。为验证上述假说,本研究采用体外原代培养的海马神经元,以白细胞介素-1β(Interleukin 1 beta,IL-1β)诱导炎性神经元损伤,随后实施EPA干预,并结合特异性Akt信号阻滞,检测不同条件下BDNF表达的改变,分析EPA改善AD相关炎性神经元损伤作用与BDNF的关系,并探讨EPA干预炎症条件下BDNF表达可能的信号通路,为EPA潜在的临床AD预防治疗应用提供理论支持。研究选用IL-1β是由于IL-1β是驱动AD炎症病理的中心因素,其介导的中枢炎症可以准确的反映AD的炎症病理变化情况。方法:取孕18天SD胎鼠,无菌分离培养海马神经元,连续培养7天后以IL-1β诱导炎性细胞损伤,实施EPA干预,并应用Akt信号特异性拮抗剂阻遏Akt信号传导。MTT法检测不同处理条件下神经元活性,real time-PCR检测BDNF mRNA表达水平,western blot法检测BDNF,Akt,p-Akt,CREB,p-CREB蛋白的表达情况。结果:1.使用不同浓度的IL-1β处理海马神经元,MTT结果显示,IL-1β诱导剂量依赖的海马神经元损伤;而EPA共孵育则可显著对抗IL-1β诱导的细胞活性降低,表现明显的抗炎性神经元损伤效应;2.Western Blot和real-time PCR结果显示,IL-1β下调海马神经元BDNF表达,并抑制Akt、CREB磷酸化;而EPA共作用下,BDNF表达的减少及Akt、CREB磷酸化的抑制均可被改善,提示EPA的神经保护作用与BDNF表达调控相关;3.以Akt特异性拮抗剂KRX-0401拮抗Akt信号传导,MTT结果显示,EPA对抗IL-1β神经元损伤的效应明显削弱,提示EPA的神经元保护作用有Akt信号的参与;4.以Akt特异性拮抗剂KRX-0401拮抗Akt信号传导,western blot结果显示,在EPA的共作用下,IL-1β介导的BDNF表达下调、Akt/CREB磷酸化抑制效应,均被明显拮抗,提示Akt/CREB信号通路参与EPA对BDNF的表达调控。结论:1.IL-1β介导炎性神经元损伤,该作用与IL-1β抑制Akt/CREB磷酸化激活、下调BDNF表达相关;2.EPA对抗IL-1β诱导的BDNF表达下调,表现明显抗炎性神经元损伤效应;3.Akt/CREB信号通路参予EPA对BDNF的表达调控。