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糖原合酶激酶3(Glycogensynthasekinase-3,简称GSK-3)广泛存在于真核生物细胞中,属于糖原合酶激酶家族,是一种多功能Ser/Thr蛋白激酶。GSK-3包括两种亚型,GSK-3α和GSK-3β,其中GSK-3β在体内广泛表达,并且参与机体内多个信号转导途径。研究表明,活化的GSK-3β能降低cAMP反应元件结合蛋白(CREB)的表达并抑制其转录活性,但其机制尚不明确。 本实验中,我们以小鼠为研究对象,系统研究了PP2在GSK-3β活性改变对CREB的影响及可能机制中的作用。选择8周龄的雄性昆明小鼠40只,随机分为四组,分别是对照组、wort组、PP2组、wort+PP2组。每组小鼠经过六天的定位航行实验,第七天手术侧脑室给药,24小时后检测药物对记忆能力的影响,然后取海马用免疫印迹的方法检测相关蛋白的表达。结果表明:(1)水迷宫结果显示:经过6天的定位航行实验,小鼠能在极短的时间内找到隐藏平台,具有相对稳定的记忆,且各组小鼠间无显著差异。注药24小时后检测小鼠找到隐藏平台的潜伏期变化,结果发现:与对照组相比,wort组小鼠找到隐藏平台的潜伏期明显变长;在此基础上注射PP2后,小鼠找到隐藏平台的潜伏期变短。空间探索实验结果显示:穿过隐藏平台所在象限的次数减少(p<0.001)以及在隐藏平台所在象限的时间减少(p<0.01);相比于wort组,穿过隐藏平台所在象限的次数增多(p<0.01)以及在隐藏平台所在象限的时间也增加(p<0.01)。(2)免疫印迹结果显示:相比于对照组,wort组GSK-3β的总体水平无明显影响,但GSK-3β的Ser9位点的磷酸化程度显著性降低(p<0.05),PP2组的磷酸化水平没有明显改变;相比于wort组,wort+PP2组GSK-3β的Ser9位点的磷酸化水平也未发生明显改变。(3)wort组Fyn磷酸化水平明显高于对照组(p<0.01),单独给予PP2却显著性降低Fyn磷酸化水平(p<0.01);相比于wort组,wort+PP2组的Fyn磷酸化程度显著性降低(p<0.01)。(4)与对照组相比,wort组NR2B的Tyr1472位点磷酸化水平显著性增强(p<0.01),与wort组相比,wort+PP2组NR2B的Tyr1472位点磷酸化水平显著性降低(p<0.001);各组间NR2B总量未发生明显改变。(5)相比于对照组,wort组CaMKⅡ的Thr286位点磷酸化水平有显著性增强(p<0.01);与wort组相比,wort+PP2组CaMKⅡ的Thr286位点磷酸化程度降低(p<0.05);各组间总的CaMKⅡ水平未发生明显变化。(6)相比于对照组,wort组CREB的Ser133位点磷酸化程度降低(p<0.01);相比于wort组,wort+PP2组CREB的Ser133位点磷酸化水平增加(p<0.05),但各组间CREB的总体水平变化不明显。结论:wortmannin作为GSK-3β的激活剂,使GSK-3β过量表达,而GSK-3β可作为Fyn的上游激酶,影响Fyn的表达,而Fyn又能作用于NMDAR的重要调节亚基NR2B,使其磷酸化程度发生改变,离子通道开放,Ca2+内流,与CaM结合形成复合物作用于CaMKⅡ,使其活性发生改变,调控CREB的活性,最终对学习记忆造成影响。而PP2(Fyn的非特异性抑制剂)抑制Fyn的活性,从而逆转下游一系列的反应,最终对wort引起的学习记忆的损伤起到保护作用。本研究提出了一个新的信号途径即PP2可能参与GSK-3β对CREB活性的调节机制。本实验对于多种神经系统疾病(例如AD、PD)的治疗提供了一定的理论依据。