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目的:阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD),是一种渐进性的中枢神经系统退行性疾病,以逐渐发生的记忆障碍为首发症状。按发病年龄可分为早发性AD(<65岁)和晚发性AD(≥65岁),晚发性AD约占AD的95%。AD病因复杂多样,β淀粉样蛋白(β-amyloid protein,Aβ)级联假说认为Aβ在脑内的异常沉积是导致AD发病及促其进展的核心因素。所以减少Aβ的沉积对AD防治至关重要。Aβ是机体正常的代谢产物,当Aβ产生和清除失衡时会引发Aβ在脑内的沉积。脑实质中Aβ清除功能失常可能是造成晚发性AD发生发展的重要因素。研究发现,类淋巴系统即水通道蛋白4(Aquaporin-4,AQP4)依赖的胶质淋巴通路在脑组织间液清除Aβ过程中发挥重要作用。AQP4在脑微血管周围的星形胶质细胞终足上的极性分布有助于类淋巴系统功能的发挥。AQP4两个亚型(M1-AQP4、M23-AQP4)的比值以及α-互养蛋白(Alpha-1-syntrophin,SNTA1)可调节AQP4的极性分布。SNTA1又受组蛋白去乙酰化酶1(Histone deacetylases1,HDAC1)的调控。HDAC1可调节组蛋白乙酰化的水平,组蛋白乙酰化水平的异常与AD的发病进程密切相关。二烯丙基二硫化物(Diallyl disulfide,DADS)是大蒜素的有效成分之一,可抑制HDAC1,延缓AD的发生发展。我们的前期研究也证实DADS可减少AD模型小鼠脑内Aβ沉积,改善小鼠的认知障碍,但具体机制不详。DADS拮抗AD的作用是否通过改变组蛋白乙酰化水平进而影响AQP4极性分布尚未见报道。本研究采用APPswe/PS1dE9双转基因AD模型小鼠,通过分析脑内AQP4的极性分布,SNTA1mRNA及蛋白表达水平,以及组蛋白乙酰化水平的变化探讨其作用机制,为进一步揭示AD的发病机制及其防治提供理论依据。研究方法:动物分组及DADS处理:将20只5月龄APPswe/PS1dE9双转基因小鼠按窝别及体重随机分为AD模型组和AD干预组,同时将同窝出生的野生型小鼠分为野生对照组和野生干预组,每组10只,雄鼠6只,雌鼠4只。干预组小鼠每日1次经口灌胃50 mg/kg DADS,AD模型组和野生对照组小鼠灌胃等量食用油,连续处理6个月。检测指标及方法:1、采用免疫荧光法检测各组小鼠脑组织AQP4极性分布的情况。2、采用实时定量PCR的方法检测小鼠大脑皮质AQP4、M1,M23-AQP4、SNTA1和HDAC1m RNA的相对表达水平。3、采用Western blot的方法检测小鼠大脑皮质AQP4、M1,M23-AQP4、SNTA1、Ace-H3K9、Ace-H4K12和HDAC1蛋白的相对表达水平,同时分析M1-AQP4与M23-AQP4的蛋白相对表达水平之比(M1/M23-AQP4)。结果:1、在野生对照组和野生干预组小鼠脑组织中,AQP4在脑微血管周围的星形胶质细胞突触终足高度表达,呈中空、高亮的管状结构;AQP4在AD模型小鼠脑组织的定位受到严重干扰,定位于细胞体的增多,中空、高亮的管状结构减少;AD干预组小鼠脑组织AQP4极性有所恢复。2、(1)与野生对照组相比,AD模型组和AD干预组小鼠大脑皮质AQP4、M1-AQP4mRNA和蛋白表达水平升高(P<0.01),AD干预组小鼠大脑皮质AQP4、M1-AQP4mRNA和蛋白表达水平高于AD模型组(P<0.01)。(2)与野生对照组相比,AD干预组小鼠大脑皮质M23-AQP4mRNA和蛋白表达水平升高(P<0.01),AD干预组小鼠大脑皮质M23-AQP4蛋白表达水平高于AD模型组(P<0.01)。(3)与野生对照组相比,AD模型组和AD干预组小鼠大脑皮质M1/M23-AQP4升高(P<0.05),AD干预组与AD模型组相比,小鼠大脑皮质M1/M23-AQP4未见统计学差异(P>0.05)。(4)与野生对照组相比,AD模型组小鼠大脑皮质SNTA1mRNA和蛋白表达水平下降(P<0.01),AD干预组小鼠大脑皮质SNTA1mRNA和蛋白表达水平高于AD模型组(P<0.01)。3、(1)与野生对照组相比,AD模型组和AD干预组小鼠大脑皮质Ace-H3K9和Ace-H4K12蛋白表达水平下降(P<0.01),AD干预组小鼠大脑皮质Ace-H3K9和Ace-H4K12蛋白表达水平高于AD模型组(P<0.01)。(2)与野生对照组相比,AD模型组小鼠大脑皮质HDAC1mRNA和蛋白表达水平升高(P<0.01),AD干预组小鼠大脑皮质HDAC1mRNA和蛋白表达水平低于AD模型组(P<0.01)。结论:1、AD模型小鼠脑内AQP4极性分布发生改变,DADS可使该模型小鼠脑内AQP4极性分布有所恢复。2、AD模型小鼠大脑皮质M1/M23-AQP4升高,SNTA1表达水平降低;DADS可抑制该模型小鼠大脑皮质SNTA1表达水平的降低,但对M1/M23-AQP4的变化无影响。3、AD模型小鼠大脑皮质Ace-H3K9和Ace-H4K12表达水平下降,HDAC1表达水平升高;DADS可抑制该模型小鼠大脑皮质组蛋白乙酰化水平的降低及HDAC1表达水平的升高。