Notch信号通路在非典型抗精神病药物喹硫平促进少突胶质细胞发生中的作用

来源 :第四军医大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:xujingtony
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研究目的:1.构建cuprizone诱导的小鼠精神分裂症动物模型,观察其精神分裂样行为、大脑髓鞘相关蛋白及Notch通路信号分子的改变。2.观察喹硫平干预对cuprizone模型小鼠精神分裂样行为、髓鞘相关蛋白表达以及Notch信号通路的影响,探讨Notch信号通路在喹硫平促进少突胶质细胞发生中的作用。研究方法:本研究分为两部分进行。实验一主要观察喹硫平对cuprizone精神分裂症模型小鼠的精神分裂样行为的作用以及对大脑髓鞘相关蛋白(髓鞘碱性蛋白myelin basicprotein, MBP、2’,3’-环核苷酸3’磷酸二酯酶2’,3’-Cyclic-nucleotide3’-phosphodiesterase, CNPase)、Notch1受体及其下游效应分子Hes1表达的影响。实验二经侧脑室给予Notch信号通路γ-内分泌酶抑制剂MW167,探究给药前后小鼠行为学及脑组织上述蛋白表达的改变情况。在实验一,C57BL/6小鼠被随机分为四组:(1)阴性对照组,实验小鼠常规饲养6周;(2)对照+喹硫平组,实验小鼠常规饲养6周,同时给予喹硫平干预;(3)cuprizone模型组,实验小鼠给予cuprizone处理6周;(4)cuprizone+喹硫平组,实验小鼠同时给予cuprizone处理及喹硫平干预6周。观察指标包括:1.旷场实验、高架十字迷宫实验、Y-迷宫实验、三箱实验和筑巢实验;2.采用蛋白质免疫印迹法(Western blot)检测大脑MBP、 CNPase蛋白表达情况;3.采用蛋白质免疫印迹法(Western blot)及RT-PCR方法检测脑组织Notch1受体及Hes1蛋白表达及其mRNA丰度。在实验二,C57BL/6小鼠被随机分为六组:(1)阴性对照组,实验小鼠常规饲养6周;(2)对照+喹硫平组,实验小鼠常规饲养6周,同时给予喹硫平干预;(3)cuprizone模型组,实验小鼠给予cuprizone处理6周;(4)cuprizone+喹硫平组,实验小鼠同时给予cuprizone处理及喹硫平干预6周;(5)对照+MW167组,实验小鼠于实验的适应性饲养时期行右侧脑室置管术,待小鼠从手术中恢复、充分适应置管1星期之后进入模型制作阶段,即常规饲养6周,自第6周开始经侧脑室给予MW167,每天给药1次,连续给药7天;(6)cuprizone+喹硫平+MW167组,实验小鼠经过置管适应期后同时给予cuprizone处理及喹硫平干预6周,自第6周开始经侧脑室给予MW167,每天给药1次,连续给药7天。观察指标包括:1.旷场实验、Y-迷宫实验和三箱实验;2.采用蛋白质免疫印迹法(Western blot)检测大脑MBP、Hes1和Hes5蛋白表达量。研究结果:实验一发现,小鼠经cuprizone处理后出现精神分裂样行为学表现,并且MBP,CNPase蛋白表达降低,Notch1受体、Hes1分子的表达下调;经喹硫平干预后,cuprizone模型小鼠的分裂症样行为得以改善,并且MBP, CNPase表达升高, Notch1受体、Hes1分子的表达上调。具体结果如下:1.与阴性对照组相比,旷场实验中,CPZ组小鼠的水平运动距离、中央区滞留时间及中央区运动距离百分比均减少(P <0.01);高架十字迷宫实验中,CPZ组小鼠进入各个臂的总次数、开臂进入次数百分比以及开臂滞留时间百分比均明显增高(P均<0.01);Y迷宫实验中,CPZ组小鼠的正确转换率明显降低(P <0.01);三箱实验中,CPZ组小鼠在空金属网实验箱与在stranger1实验箱停留时间无统计学差异,而在stranger1实验箱停留时间明显多于在stranger2实验箱停留时间(P <0.01);筑巢实验中,CPZ组小鼠的筑巢评分明显降低(P <0.01)。Western blot结果显示CPZ组小鼠大脑MBP,CNPase表达降低(P均<0.05);免疫荧光染色结果表明CPZ组小鼠大脑MBP荧光强度减弱(P <0.01);Western blot及RT-PCR实验结果均表明CPZ组小鼠大脑Notch1受体、Hes1转录因子的表达下调(P均<0.05)。2.与CPZ组相比,旷场实验中,CPZ+喹硫平组小鼠的水平运动距离、中央区滞留时间、中央区运动距离百分比均明显增加(P <0.05);高架十字迷宫实验中,CPZ+喹硫平组小鼠进入各个臂的总次数、开臂进入次数百分比以及开臂滞留时间百分比均明显增高(P <0.01);Y迷宫实验中,CPZ+喹硫平组小鼠的正确转换率明显增高(P <0.01);三箱实验中,CPZ+喹硫平组小鼠在stranger1实验箱停留时间明显多于在空金属网实验箱停留时间,而在stranger2实验箱停留时间明显多于在stranger1实验箱停留时间(P均<0.01);筑巢实验中,CPZ+喹硫平组小鼠的筑巢评分增高(P <0.05)。Western blot结果显示CPZ+喹硫平组小鼠大脑MBP,CNPase表达升高(P均<0.05);免疫荧光染色结果表明CPZ+喹硫平组小鼠大脑MBP荧光强度增强(P <0.05);Western blot及RT-PCR实验结果均表明CPZ+喹硫平组小鼠大脑Notch1受体、Hes1蛋白的表达上调(P均<0.05)。实验二发现,小鼠经cuprizone处理后出现精神分裂样行为学表现,并且MBP表达降低,Notch信号通路的下游分子Hes1、Hes5的表达下调;经喹硫平干预后,cuprizone模型小鼠的分裂样行为得以改善,并且MBP表达升高,Hes1、Hes5分子的表达上调;预先给予MW167干预,小鼠脑组织Hes1、Hes5分子表达量降低,同时喹硫平的促进髓鞘形成作用与改善精神分裂样行为作用消失。具体结果如下:1.与阴性对照组相比,旷场实验中,CPZ组、CPZ+喹硫平组、对照+MW167组以及CPZ+喹硫平+MW167组小鼠的水平运动距离均减少(P <0.01),CPZ组和CPZ+喹硫平+MW167组小鼠中央区滞留时间及中央区运动距离百分比均减少(P <0.01);Y迷宫实验中,CPZ组和CPZ+喹硫平+MW167组小鼠的正确转换率明显降低(P <0.05);三箱实验中,CPZ组和CPZ+喹硫平+MW167组小鼠在空金属网所在实验箱、stranger1所在实验箱以及stranger2所在实验箱停留时间无统计学差异。Western blot结果显示CPZ组小鼠大脑Hes1, Hes5及MBP表达降低(P<0.05);免疫荧光染色结果表明CPZ组和CPZ+喹硫平+MW167组小鼠大脑MBP荧光强度降低(P均<0.01)。2.与CPZ组相比,旷场实验中,CPZ+喹硫平组小鼠的水平运动距离明显增多(P <0.01),中央区滞留时间延长(P <0.05),中央区运动距离百分比增加(P <0.01);Y迷宫实验中,CPZ+喹硫平组小鼠的正确转换率明显增高(P <0.01);三箱实验中,CPZ+喹硫平组小鼠在stranger1实验箱停留时间明显多于在空金属网实验箱停留时间,而在stranger2实验箱停留时间明显多于在stranger1实验箱停留时间(P均<0.05)。Western blot结果显示CPZ+喹硫平组小鼠大脑Hes1, Hes5以及MBP表达升高(P均<0.05);免疫荧光染色结果表明不同区域CPZ+喹硫平组小鼠大脑MBP荧光强度增强(P均<0.01)。3.与CPZ+喹硫平组比较,旷场实验中,CPZ+喹硫平+MW167组小鼠的水平运动距离、中央区滞留时间及中央区运动距离百分比均明显减小(P均<0.05);Y迷宫实验中,CPZ+喹硫平+MW167组小鼠的正确转换率显著降低(P <0.05);三箱实验中,CPZ+喹硫平+MW167组小鼠在stranger1实验箱停留时间与之在空金属网实验箱停留时间无显著性差异,而在stranger1实验箱停留时间明显多于在stranger2实验箱停留时间(P <0.05)。Western blot结果显示CPZ+喹硫平+MW167组小鼠大脑Hes1, Hes5以及MBP表达降低(P均<0.05);免疫荧光染色结果表明不同区域CPZ+喹硫平+MW167组小鼠大脑MBP荧光强度减弱(P均<0.01)。结论:cuprizone抑制小鼠脑组织Notch信号通路,损伤髓鞘及少突胶质细胞,导致小鼠出现精神分裂样行为;非典型抗精神病药物喹硫平激活脑组织Notch信号通路,上调大脑MBP,CNPase表达并改善模型小鼠的分裂样行为学表现;使用γ-内分泌酶抑制剂MW167阻断Notch信号通路,喹硫平的抗精神病作用及促进髓鞘形成作用均消失。Notch信号通路的激活介导了非典型抗精神病药物喹硫平的促少突胶质细胞发生及抗精神病作用。
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