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目的:本研究观察艾灸督脉对APP/PS1双转基因小鼠的自噬-溶酶体功能的影响,以期揭示艾灸督脉治疗阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)的可能作用机制,为艾灸督脉治疗AD提供科学的理论依据。方法:选取雄性APP/PS1双转基因小鼠48只,完全随机分为模型组、艾灸组、抑制剂组、雷帕霉素组;12只健康雄性C57BLJ小鼠为正常组。正常组和模型组小鼠仅在实验中固定并不做任何治疗;艾灸组小鼠选用“百会”穴作为主穴且实施隔附子饼实按灸疗法,“风府”和“大椎”穴采用温和灸疗法,灸长20 min;抑制剂组小鼠在艾灸疗法结束后予以注射三甲基腺嘌呤药物(3-methlyadenine,3-MA),注射药物量为1.5 mg/kg;雷帕霉素组小鼠予以注射雷帕霉素药物(Rapamycin),注射药物量为2 mg/kg;以上治疗均每日一次,每组干预5天和干预14天后分别进行实验指标观察。干预结束后,各组小鼠进行Morris水迷宫检测并评估其实验结果;HE染色观察各组小鼠海马组织CA1区病理学的变化;免疫组化法检测各组小鼠海马区Aβ1-42蛋白阳性表达的差异;在透射电镜下观察各组小鼠海马区细胞自噬的差异情况;Western blot法检测海马区LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ、P62、Beclin1、Cathepsin D、V-ATP相对表达量,再结合Real-time q PCR检测P62、Beclin1、Cathepsin D、V-ATP的mRNA表达。结果:1.Morris水迷宫行为学检测实验统计小鼠第6天的逃避潜伏期和穿越平台次数。干预前APP/PS1双转基因小鼠均比正常组逃避潜伏期时间长,次数少(P<0.05)。与同组干预前相比,干预14天后艾灸和雷帕霉素二组均见逃避潜伏期时间较短,次数增多(P<0.05);干预5天后未见统计学差异(P>0.05)。在各组小鼠干预14天后,模型组比正常组逃避潜伏期时间延长,次数少(P<0.05);艾灸和雷帕霉素二组均比模型组逃避潜伏期时间短,次数多(P<0.05),而抑制剂组未见统计学差异(P>0.05);抑制剂组比艾灸组和雷帕霉素组逃避潜伏期时间延长,次数少(P<0.05);艾灸组和雷帕霉素组无统计学差异(P>0.05)。2.HE染色观察各组小鼠海马CA1区病理学的变化正常组小鼠海马组织完整,神经元细胞数量多且无坏死、排列有序、界线清晰;模型组神经元细胞数量极少且大量坏死、排列不规则以及界线模糊不清。与干预5天比较,干预14天后艾灸组和雷帕霉素组整体神经元细胞修复情况较完整。干预5天后:艾灸组和雷帕霉素组神经元细胞数量开始增多,细胞坏死减少,细胞排列渐有序;抑制剂组神经元细胞数量少、坏死多、排列不规则。干预14天后:艾灸组和雷帕霉素组神经元细胞数量较多,仅见少量的细胞坏死、排列较有序、界线较清晰,整体细胞修复情况优于模型组和抑制剂组;抑制剂组神经元细胞数量较少、坏死较多、排列较不规则、界线较模糊。3.免疫组化检测各组小鼠海马区Aβ1-42蛋白阳性表达的差异与干预5天后比较,干预14天后艾灸和雷帕霉素二组均见Aβ1-42阳性表达减少(P<0.05),而抑制剂组未见统计学差异(P>0.05)。模型组比正常组Aβ1-42阳性表达增多(P<0.05)。干预5天后:与模型组相比,艾灸和雷帕霉素二组均见Aβ1-42阳性表达减少(P<0.05),抑制剂组稍减少(P<0.05);艾灸和雷帕霉素二组均比抑制剂组Aβ1-42阳性表达减少(P<0.05)。干预14天后:与模型组相比,艾灸和雷帕霉素二组均见Aβ1-42阳性表达显著减少(P<0.05),抑制剂组明显减少(P<0.05);艾灸和雷帕霉素二组均比抑制剂组Aβ1-42阳性表达明显减少(P<0.05);艾灸和雷帕霉素二组均未见统计学差异(P>0.05)。4.透射电镜观察各组小鼠海马区细胞自噬的差异正常组小鼠海马区可见丰富的细胞器,清晰的自噬泡,完整的自噬-溶酶体结构,完整的核膜以及清晰的染色质。模型组细胞器显著减少、神经元变形萎缩、自噬泡明显减少、自噬-溶酶体结构破坏、核膜模糊、染色质凝聚。与干预5天比较,干预14天后艾灸组和雷帕霉素组整体细胞修复情况较完善。干预5天后:艾灸组和雷帕霉素组均开始见到自噬泡和溶酶体。抑制剂组见少量的自噬泡和溶酶体,自噬-溶酶体破坏。干预14天后:艾灸组和雷帕霉素组均见神经元稍变形、自噬泡和溶酶体增多、自噬-溶酶体结构欠完整、核膜欠光整、染色质欠均匀,整体海马区修复情况优于模型组和抑制剂组。抑制剂组细胞器减少,自噬泡和溶酶体减少,自噬-溶酶体结构破坏较多,神经元变形萎缩,核膜模糊,染色质不均匀。5.Western blot检测各组小鼠海马P62、LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ、Beclin1、Cathepsin D、V-ATP蛋白表达的差异5.1海马区自噬P62、LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ、Beclin1蛋白表达与干预5天后比较,干预14天后艾灸和雷帕霉素二组均见P62表达水平略降低(P<0.05),LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ、Beclin1表达水平略升高(P<0.05);而抑制剂组未见统计学差异(P>0.05)。模型组比正常组P62表达水平升高,而LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ和Beclin1表达水平降低(P<0.05)。干预5天后:与模型组相比,艾灸和雷帕霉素二组均见P62表达水平降低,LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ和Beclin1表达水平升高(P<0.05);抑制剂组P62表达水平略降低,而LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ和Beclin1表达水平略升高(P<0.05)。与抑制剂组相比,艾灸和雷帕霉素二组均见P62表达水平降低,而LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ和Beclin1表达水平升高(P<0.05)。干预14天后:与模型组相比,艾灸和雷帕霉素二组均见P62表达水平显著降低,LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ和Beclin1表达水平显著升高(P<0.05);抑制剂组P62表达水平略降低,而LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ和Beclin1表达水平略升高(P<0.05)。艾灸和雷帕霉素二组均比抑制剂组P62表达水平明显降低,而LC3B-Ⅱ/LC3B-Ⅰ和Beclin1表达水平明显升高(P<0.05);艾灸和雷帕霉素二组均未见统计学差异(P>0.05)。5.2海马区自噬-溶酶体Cathepsin D、V-ATP蛋白表达与干预5天后比较,干预14天后艾灸组和雷帕霉素组Cathepsin D、V-ATP表达略升高(P<0.05);而抑制剂组未见统计学差异(P>0.05)。模型组比正常组Cathepsin D、V-ATP表达显著降低(P<0.05)。干预5天后:与模型组相比,艾灸和雷帕霉素二组均见Cathepsin D、V-ATP表达升高(P<0.05);抑制剂组Cathepsin D、V-ATP表达略升高(P<0.05)。艾灸和雷帕霉素二组均比抑制剂组Cathepsin D、V-ATP表达升高(P<0.05)。干预14天后:与模型组相比,艾灸和雷帕霉素二组均见Cathepsin D、V-ATP表达显著升高(P<0.05);抑制剂组Cathepsin D、V-ATP表达略升高(P<0.05)。艾灸和雷帕霉素二组均比抑制剂组Cathepsin D、V-ATP表达明显升高(P<0.05);艾灸和雷帕霉素二组均未见统计学差异(P>0.05)。6.Real-time q PCR检测各组小鼠海马P62、Beclin1、Cathepsin D、V-ATP酶的mRNA表达的差异6.1海马区自噬P62、Beclin1的mRNA表达与干预5天后比较,干预14天后艾灸组和雷帕霉素组P62 mRNA表达含量略降低(P<0.05),而Beclin1 mRNA表达含量略升高(P<0.05);抑制剂组未见统计学差异(P>0.05)。模型组比正常组P62 mRNA表达含量显著升高,而Beclin1 mRNA表达含量显著降低(P<0.05)。干预5天后:与模型组相比,艾灸和雷帕霉素二组均见P62mRNA表达含量明显降低,而Beclin1 mRNA表达含量明显升高(P<0.05);抑制剂组P62 mRNA表达含量略降低,而Beclin1 mRNA表达含量略升高(P<0.05)。艾灸和雷帕霉素二组均比抑制剂组P62 mRNA表达含量降低,而Beclin1 mRNA表达含量升高(P<0.05)。干预14天后:与模型组相比,艾灸和雷帕霉素二组均见P62 mRNA表达含量显著降低,而Beclin1 mRNA表达含量显著升高(P<0.05);抑制剂组P62 mRNA表达含量略降低,而Beclin1 mRNA表达略升高(P<0.05)。艾灸和雷帕霉素二组均比抑制剂组P62 mRNA表达含量明显降低,而Beclin1 mRNA表达含量明显升高(P<0.05)。艾灸和雷帕霉素二组均未见统计学差异(P>0.05)。6.2海马区自噬-溶酶体Cathepsin D、V-ATP酶的mRNA表达与干预5天后比较,干预14天后艾灸组和雷帕霉素组Cathepsin D、V-ATP的mRNA表达略升高(P<0.05);而抑制剂组未见统计学差异(P>0.05)。模型组比正常组Cathepsin D、V-ATP的mRNA表达显著降低(P<0.05)。干预5天后:与模型组相比,艾灸和雷帕霉素二组均见Cathepsin D、V-ATP的mRNA表达明显升高(P<0.05);抑制剂组Cathepsin D、V-ATP的mRNA表达略升高(P<0.05)。艾灸和雷帕霉素二组均比抑制剂组Cathepsin D、V-ATP的mRNA表达升高(P<0.05)。干预14天后:与模型组相比,艾灸和雷帕霉素二组均见Cathepsin D、V-ATP的mRNA表达显著升高(P<0.05);而抑制剂组Cathepsin D、V-ATP的mRNA表达略升高(P<0.05)。艾灸和雷帕霉素二组均比抑制剂组Cathepsin D、V-ATP的mRNA表达明显升高(P<0.05)。艾灸和雷帕霉素二组均未见统计学差异(P>0.05)。结论:1.艾灸督脉能改善APP/PS1双转基因小鼠学习、记忆力和认知等功能,以及能清除神经元内异常Aβ聚集。2.艾灸督脉能增强自噬溶酶体功能,加速自噬体与溶酶体融合,恢复自噬流,清除Aβ1-42异常聚集,进而改善认知功能障碍,其可能为艾灸督脉治疗AD的作用机制。