辛伐他汀對Aβ25-35癡呆小鼠海馬神經(jīng)再生障礙的影響及其分子機(jī)制.pdf

1、背景：他汀類藥物是膽固醇合成中限速酶3-羥基-3-甲基戊二酰CoA還原酶的抑制劑，在臨床上已廣泛應(yīng)用于動(dòng)脈粥樣硬化引起的心腦血管疾病的預(yù)防和治療。流行病學(xué)資料顯示，他汀類藥物能降低阿爾茨海默病(Alzheimer's disease，AD)的發(fā)病風(fēng)險(xiǎn)。臨床資料也報(bào)道了辛伐他汀(Simvastatin, SV)能改善輕中度AD患者的認(rèn)知功能，延緩AD的病程進(jìn)展。但是，有關(guān)SV改善AD認(rèn)知功能的作用機(jī)制迄今尚不清楚。成年哺乳動(dòng)物海馬齒狀回(

2、dentate gyrus，DG)亞顆粒區(qū)(subgranularzone，SGZ)的神經(jīng)干細(xì)胞能分化為神經(jīng)細(xì)胞稱為成年神經(jīng)發(fā)生，也稱為神經(jīng)再生。海馬的新生神經(jīng)細(xì)胞能與CA3區(qū)神經(jīng)細(xì)胞和內(nèi)嗅皮層的傳入纖維建立突觸聯(lián)系，整合進(jìn)入神經(jīng)回路，替代已變性和死亡神經(jīng)細(xì)胞的功能。增加新生神經(jīng)細(xì)胞數(shù)量能提高學(xué)習(xí)記憶功能，而阻礙成年神經(jīng)再生則會(huì)造成記憶功能減退。β-淀粉肽25-35片段（β-amyloid peptide，Aβ25-35）是AD腦老年斑

3、的主要成分。我們的前期研究已發(fā)現(xiàn)，小鼠側(cè)腦室注射Aβ25-35通過降低PI3K-Akt-mTOR信號(hào)通路能損害新生神經(jīng)細(xì)胞存活和突起生長----AD腦的神經(jīng)再生障礙。SV處理能上調(diào)PI3K-Akt和ERK1/2信號(hào)通路，同時(shí)激活α7煙堿型乙酰膽堿能受體(α7nAChR)。因此，我們提出SV有可能通過調(diào)控PI3K-Akt信號(hào)通路和αt7nAChR保護(hù)AD腦的神經(jīng)再生，從而改善認(rèn)知功能的科研假設(shè)。
　　目的：⑴明確SV是否能改善Aβ2

4、5-35小鼠的海馬神經(jīng)再生障礙;⑵闡明SV影響Aβ25-35損害海馬神經(jīng)再生的分子機(jī)制。
　　方法：①Aβ25-35小鼠制備:采用聚集態(tài)的Aβ25-35（3nmol/3μl）進(jìn)行側(cè)腦室注射。②SV處理:Aβ25-35注射4h后給予SV（20 mg/kg/天），連續(xù)13天。③新生神經(jīng)細(xì)胞檢測:在Aβ25-35注射前24 h進(jìn)行5-溴脫氧尿嘧啶核苷(5-bromodeoxyuridine，BrdU)腹腔注射（連續(xù)3次，間隔8h）。分別

5、在BrdU末次注射后14天和28天用免疫染色的方法檢測海馬DG區(qū)的BrdU陽性細(xì)胞（BrdU+細(xì)胞）數(shù)量（14天齡和28天齡BrdU+細(xì)胞）。用Doublecortin(DCX)免疫染色測量新生神經(jīng)細(xì)胞的突起密度。用BrdU與神經(jīng)特異性核蛋白(neuron specific protein，NeuN)雙標(biāo)記免疫熒光染色檢測成熟的新生神經(jīng)細(xì)胞。④用cleaved caspase-3染色的方法檢測海馬DG的細(xì)胞凋亡。⑤蛋白免疫印記(West

6、ern blot)用來檢測海馬的Ak口ERK1/2磷酸化水平。⑥酶聯(lián)免疫吸附實(shí)驗(yàn)(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA)用來檢測海馬的腦源性生長因子(brain derived neurotrophic factor，BDNF)。⑦采用Morris水迷宮和Y迷宮的檢測空間認(rèn)知功能。
　　結(jié)果：⑴與對照組小鼠相比，Aβ25-35小鼠海馬DG的14天齡和28天齡BrdU+細(xì)胞數(shù)量，28天齡Br

7、dU/NeuN免疫雙陽性(BrdU+/NeuN+)細(xì)胞數(shù)量都明顯減少。SV處理能劑量依賴地增加Aβ25-35小鼠海馬14天齡和28天齡BrdU+細(xì)胞數(shù)量mSV能保護(hù)Aβ25-35小鼠新生神經(jīng)細(xì)胞的存活。⑵與對照組小鼠相比，Aβ25-35小鼠海馬DG的DCX陽性(DCX+)細(xì)胞數(shù)量和突起密度均明顯減少。SV處理能增加Aβ25-35小鼠DCX+細(xì)胞數(shù)量和突起密度----SV能保護(hù)Aβ25-35小鼠新生神經(jīng)細(xì)胞的突起生長。⑶Aβ25-35注射

8、后第13天，小鼠海馬DG亞顆粒區(qū)和顆粒細(xì)胞層出現(xiàn)大量的caspase-3陽性（caspase-3+）細(xì)胞。SV處理能明顯減少Aβ25-35小鼠海馬caspase-3+凋亡細(xì)胞。⑷焦磷酸法尼酯（farnesyl pyrophosphate，F(xiàn)PP）的前體法尼醇(farnesol，F(xiàn)OH)處理能阻止SV對Aβ25-35小鼠海馬神經(jīng)再生的保護(hù)作用----SV通過非脂代謝途徑阻止Aβ25-35損害神經(jīng)再生。⑸α7nAChR拮抗劑MLA能劑量依賴

9、地阻止SV保護(hù)Aβ25-35小鼠海馬的神經(jīng)再生，而α2β4nAChR的拮抗劑DHβE卻不能。⑹與對照組小鼠相比，Aβ25-35小鼠海馬的Akt磷酸化水平顯著減少，SV處理能增加Aβ25-35小鼠的Akt磷酸化水平。MLA和FOH都能抑制SV增加Aβ25-35小鼠Akt磷酸化水平。PI3K抑制劑LY294002能阻止SV保護(hù)Aβ25-35小鼠海馬的神經(jīng)再生----SV通過活化α7nAChR和減少FPP能增加Aβ25-35小鼠的Akt磷酸化

10、水平，保護(hù)海馬神經(jīng)再生。⑺SV處理能增加海馬ERK2磷酸化水平，但是MEK抑制劑U0126并不能影響SV保護(hù)Aβ25-35小鼠的海馬神經(jīng)再生。⑻SV能提高Aβ25-35小鼠海馬BDNF水平。MLA和FOH能阻止SV提高Aβ25-35小鼠的BDNF水平。⑼SV能改善Aβ25-35小鼠Morris水迷宮登臺(tái)潛伏期延長和Y迷宮進(jìn)臂交替率降低。FOH處理能阻止SV改善Aβ25-35小鼠的認(rèn)知功能，但是不影響對照組小鼠的認(rèn)知功能——SV通過保護(hù)A