CB2R的激活抑制Aβ1-42诱导的海马神经元凋亡

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随着人口老龄化程度的不断增加,阿尔兹海默症(Alzheimer’s disease,AD)的患病率也逐渐上升,其主要病理特征为大脑内出现大量老年斑(senile plaques,SP),神经元内出现纤维缠结(neuronal fiber tangles,NFT)。阿尔兹海默症的具体渐上升,其主要病理特征为大脑内出现大量老年斑(senile plaques,SP),神经病因至今尚未被解释清楚,研究表明患者的脑内Aβ1-42聚集,尤其是海马体中的Aβ1-42表达量明显增加,且与AD的进程有明显关系。抑制Aβ1-42的毒性作用可能是保护海马神经元减少损伤的重要病理机制。β-淀粉样蛋白(amyloidβ-protein,Aβ)是一种极易发生聚集的多肽,脑内的Aβ发生聚集会形成寡聚体和纤维体,其中众多的研究表明Aβ1-42寡聚体具有更强的毒性,不仅能够激活小胶质细胞引发炎症,还能直接损伤海马神经元,最终导致学习记忆能力下降。而在众多神经退行性疾病中,大脑中的大麻素受体2(CB2R)的表达均明显上升,因此认为CB2R可能参与这些疾病的发病以及保护作用,但其机制尚不明确。CB2R是一种G蛋白偶联受体,有研究表明,CB2R的激活能够抑制胶质细胞的激活导致的神经炎症反应,神经元上的CB2R被激活后也能够抑制脑外伤和脑缺血带来的损伤作用。但是CB2R的激活在Aβ1-42诱导的海马神经元凋亡中是否起到作用及其可能的机制尚不清楚。本实验在原代培养的海马神经元基础上,应用Aβ1-42诱导其凋亡以及使用CB2R激动剂JWH133预孵育,建立JWH133保护Aβ1-42诱导的AD模型中,采用流式细胞术、乳酸脱氢酶(LDH)试剂盒、实时荧光定量PCR、免疫印迹等多种实验方法,探讨CB2R的激活在Aβ1-42诱导的海马神经元凋亡中的作用及其可能机制。结果如下:1.100 nmol/L的Aβ1-42寡聚体慢性处理原代培养海马神经元7天后,Aβ组的细胞存活率相对于对照组明显降低(P<0.05),Aβ组的细胞损伤率增加(P<0.01),以上差别均具有统计学意义。2.100 nmol/L的Aβ1-42寡聚体慢性处理原代培养海马神经元7天后,使用qRT-PCR检测海马神经元中CB2R的mRNA表达情况发现,与对照组相比,Aβ组中CB2R的mRNA表达明显增加(P<0.001),差别具有统计学意义。3.10μmol/L的JWH133预处理海马神经元,然后在用Aβ1-42诱导神经元凋亡,使用LDH试剂盒检测神经元凋亡情况。Aβ组与对照组相比,细胞凋亡率明显增高(P<0.01),Aβ+JWH133(CB2R激动剂)组与Aβ组相比,细胞凋亡率明显降低(P<0.01);Aβ+AM630(CB2R抑制剂)+JWH133组与Aβ+JWH133组相比,细胞死亡率又明显升高(P<0.01),差异具有统计学意义。4.使用流式细胞术检测海马神经元线粒体膜电位的变化,与对照组相比,Aβ1-42组的△Ψm明显下降(P<0.01);与Aβ组相比,Aβ+JWH133组的△Ψm上升(P<0.05);Aβ+AM630+JWH133组的△Ψm表达相比于Aβ+JWH133组明显降低(P<0.01),差别具有统计学意义。5.使用流式细胞术检测海马神经元内ROS水平的变化,与对照组相比,Aβ组的ROS产生明显增加(P<0.01);与Aβ组相比,Aβ+JWH133组的ROS产生降低(P<0.05);Aβ+AM630+JWH133组的ROS产生相比于Aβ+JWH133组增加(P<0.05),差别具有统计学意义。6.使用qRT-PCR检测Caspase-3的mRNA表达情况,与对照组相比,Aβ组中Caspase-3的mRNA表达明显增加(P<0.01);与Aβ组相比,Aβ+JWH133组的Caspase-3表达降低(P<0.01);Aβ+AM630+JWH133组的Caspase-3 mRNA表达相比于Aβ+JWH133组增加(P<0.001),差别具有统计学意义。7.使用qRT-PCR检测Bcl-2、Bax的mRNA表达。Aβ组Bax表达增加(P<0.001),Bcl-2表达降低(P<0.001);而Aβ+JWH133组Bax相对于Aβ组降低(P<0.001),Bcl-2表达增加(P<0.001);与Aβ+JWH133组相比,Aβ+AM630+JWH133组的Bax表达增加(P<0.01),Bcl-2表达降低(P<0.01)。结果差异具有统计学意义。8.使用免疫印迹法检测蛋白水平Bcl-2、Bax的变化。Aβ组Bax比值相对于对照表达明显增加(P<0.05),Bcl-2表达降低(P<0.05);Aβ+JWH133组的Bax表达相对于Aβ组明显降低(P<0.01),Bcl-2表达增加;Aβ+AM630+JWH133组的Bax对于Aβ+JWH133组增加(P<0.05),Bcl-2表达降低(P<0.01),差别具有统计学意义。9.使用免疫印迹法检测蛋白激酶B(Akt)和磷酸肌醇3激酶(PI3K)的磷酸化情况。与对照组相比,Aβ组的Akt、PI3K的磷酸化有明显降低(P<0.05);Aβ+JWH133组PI3K、Akt的磷酸化相对于Aβ组明显增加(P<0.05);Aβ+AM630+JWH133组的Akt磷酸化相比于Aβ+JWH133组明显降低(P<0.01),PI3K磷酸化明显降低(P<0.05),差别具有统计学意义。综上所述,海马神经元在慢性Aβ1-42的毒性作用下,细胞存活率降低,神经元发生凋亡,同时导致CB2R的mRNA表达明显增加,这可能是神经元在受到损伤时产生的一种内源性的保护机制。使用JWH133预孵育激活CB2R后,细胞存活率明显增加,相比于Aβ组,线粒体膜电位升高,细胞内活性氧(Reactive oxygen species,ROS)水平降低,Bax表达降低,Bcl-2表达增加,并能够抑制Caspase-3的m RNA表达增加,在一定程度上能够保护神经元免受Aβ1-42的损伤;进一步的实验表明,CB2R的激活能够增加Akt、PI3K的磷酸化,这表明CB2R的激活可能是通过PI3K/Akt信号通路起到神经保护作用的。结果提示药理学干预CB2R可减弱Aβ1-42诱导的神经毒性作用,从而保护海马神经元免受损伤。因此,对CB2R的进一步研究可能为AD的治疗提供新的靶点和思路。
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