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研究目的绝经期女性循环雌二醇（Estradiol,E2）降低,易引起认知下降和情绪异常等症状,流行病学结果显示社会人口老龄化加剧,认知下降严重影响了女性生活质量。近年来E2与认知之间的关系受到广泛关注,但具体机制尚不明确,有研究发现有氧运动可以改善绝经期女性认知,增加循环E2水平,而海马和大脑皮层内肌动蛋白聚合调控了突触可塑性,影响认知。那么,绝经后女性海马和大脑皮层突触可塑性和肌动蛋白聚合会发生变化吗?有氧运动会影响海马和大脑皮层内E2/雌激素受体（Estrogen Receptor,ERs）吗?又是如何调控肌动蛋白聚合及其相关机制呢?因此本研究建立去卵巢（Ovariectomy,OVX）小鼠,进行为期8周的跑台运动干预,探究有氧运动对OVX小鼠海马和大脑皮层内E2/ERs、突触可塑性和肌动蛋白聚合及其信号通路的影响,并通过细胞实验进一步探讨E2/ERs与突触可塑性之间的关系。研究方法SPF级健康雌性C57BL/6小鼠48只,随机分为假手术（SHAM）组和OVX组,在OVX后休息两周,从SHAM和OVX组内各选12只作为运动（EX）组,进行为期8周的跑台运动,剩余为对照（CON）组,在运动完成后进行Y迷宫实验检测小鼠工作记忆,随后进行小鼠血液、左右两侧大脑皮层和海马组织的收集。使用高尔基染色方法检测海马CA1区和DG区、前额叶皮层树突形态;使用ELISA方法检测血清、海马和大脑皮层内E2含量;海马和大脑皮层内雌激素受体ERα、ERβ和G蛋白偶联雌激素受体（G protein-coupled estrogen receptor,GPER）,突触可塑相关蛋白脑源性生长因子（Brain-derived Neurotrophic Factor,BDNF）和α-氨基羟甲基恶唑丙酸（α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole propionate,AMPA）受体Glu R1亚基,肌动蛋白聚合指标F-actin和G-actin使用Western Blot进行检测,肌动蛋白聚合相关信号通路蛋白磷酸化p21活化蛋白激酶（Phosphorylated p21-Activated Kinase,p-PAK）/PAK和磷酸化丝切蛋白（Phosphorylated Cofilin,p-Cofilin）/Cofilin表达。提取新生24 h小鼠海马和前额叶皮层细胞进行离体培养,使用E2、ERα拮抗剂（MPP）、ERβ拮抗剂（PHTPP）、GPER拮抗剂（G15）和芳香化酶抑制剂（Letrozole）干预细胞,通过MTT法检测不同ERs拮抗剂和Letrozole浓度（100 n M,1μM和10μM）对海马和前额叶皮层细胞活性的影响,选定合适拮抗剂浓度后,干预不同时间（30 min、1 h、2 h）,提取细胞蛋白,使用Western Blot法检测海马和前额叶皮层细胞内突触可塑相关蛋白BDNF和Glu R1蛋白,肌动蛋白聚合指标F-actin和G-actin,肌动蛋白聚合相关信号通路蛋白p-PAK/PAK和pCofilin/Cofilin表达。研究结果1.在体实验:（1）与SHAM/CON组相比,OVX/CON组小鼠血清内E2水平降低、海马内ERα、ERβ和GPER蛋白表达降低,大脑皮层内E2浓度和ERβ蛋白表达降低;与SHAM/CON组相比,SHAM/EX组血清E2,海马E2和GPER水平,大脑皮层ERα和GPER蛋白表达显著增加;与OVX/CON组相比,OVX/EX组小鼠血清E2、海马E2、ERα、ERβ和GPER,大脑皮层E2、ERα、ERβ和GPER表达显著增加。（2）与SHAM/CON组相比,OVX/CON组小鼠自发交替的百分比（%）、进入新臂次数百分比（%）和进入新臂时间百分比（%）没有显著变化,进入手臂总数减少;与SHAM/CON组相比,SHAM/EX组小鼠自发交替的百分比（%）、进入新臂次数百分比（%）和进入新臂时间百分比（%）没有显著变化;与OVX/CON组相比,OVX/EX组小鼠自发交替的百分比（%）、进入新臂次数百分比（%）和进入新臂时间百分比（%）没有显著变化,进入手臂总数增加。（3）与SHAM/CON组相比,OVX/CON组小鼠海马DG区和前额叶皮层锥体细胞树突复杂性和树突棘密度减少,CA1区树突棘密度降低;与SHAM/CON组相比,SHAM/EX组小鼠海马CA1和DG区、前额叶皮层树突棘密度增加;与OVX/CON组相比,OVX/EX组小鼠海马DG区、前额叶皮层树突复杂性和树突棘密度增加。（4）与SHAM/CON组相比,OVX/CON组小鼠海马和大脑皮层BDNF蛋白表达降低;与SHAM/CON组相比,SHAM/EX组小鼠海马和大脑皮层内Glu R1蛋白表达增加;与OVX/CON组相比,OVX/EX组小鼠海马和大脑皮层内Glu R1和BDNF蛋白表达提高。（5）与SHAM/CON组相比,OVX/CON组小鼠海马和大脑皮层F-actin/G-actin,p-PAK/PAK和p-Cofilin/Cofilin值降低;与SHAM/CON组相比,SHAM/EX组小鼠海马和大脑皮层内F-actin/G-actin,p-PAK/PAK和p-Cofilin/Cofilin增加;与OVX/CON组相比,OVX/EX组小鼠海马和大脑皮层内F-actin/G-actin,p-PAK/PAK和p-Cofilin/Cofilin提高。2.离体实验:（1）MTT实验结果显示100 nm和1μM的G15、MPP和PHTPP分别干预海马和前额叶皮层细胞2 h后,细胞活性无显著变化,100 nm和1μM的letrozole干预海马和前额叶皮层细胞48 h后细胞活性无显著改变;10μM的G15、MPP和PHTPP分别干预2 h后,海马和前额叶皮层细胞的活性下降。10μM的letrozole干预48 h后,海马和前额叶皮层细胞的活性下降。（2）Letrozole干预海马和前额叶皮层细胞48 h后,突触可塑相关蛋白Glu R1蛋白表达下降。E2干预2 h后,海马和前额叶皮层细胞中BDNF和Glu R1蛋白表达明显升高,并且G15、MPP和PHTPP的干预2 h均显著降低了海马和前额叶皮层细胞中BDNF和Glu R1蛋白的表达。但是E2、G15、MPP-PHTPP（ERα和ERβ共同添加）干预30 min和1h均没有影响突触可塑相关蛋白BDNF和Glu R1表达。（3）Letrozole干预海马和前额叶皮层细胞48 h后,肌动蛋白聚合降低,E2干预30 min、1 h和2 h显著增加海马和前额叶皮层细胞肌动蛋白聚合,MPP、PHTPP和G15干预30 min、1 h和2 h均逆转了E2的作用。（4）E2干预30 min、1 h和2 h可以增加海马和前额叶皮层细胞内p-Cofilin蛋白表达,增加了海马内p-PAK蛋白表达,但是对前额叶皮层细胞内p-PAK蛋白表达的影响仅在1 h和2 h干预后出现,MPP、PHTPP和G15均逆转了此变化。研究结论1.有氧运动改善了OVX小鼠自主活动能力,并增加海马和大脑皮层内树突棘密度,提高了突触可塑相关蛋白表达,并促进肌动蛋白聚合,激活肌动蛋白聚合相关信号通路PAK-Cofilin,可能与小鼠海马和大脑皮层内E2/ERs水平增加有关。2.细胞实验进一步证明外源性和脑源性E2调控了海马和前额叶皮层细胞内肌动蛋白聚合和突触可塑相关蛋白表达,ERα、ERβ和GPER均介导了E2的调控作用。3.GPER和n ERs均介导了E2对海马和前额叶皮层细胞内肌动蛋白聚合及PAKCofilin信号通路的短期作用。