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帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是一种神经退行性疾病,主要病理特征表现为中脑黑质多巴胺能神经元进行性变性死亡,常伴有认知功能障碍等并发症。成束延伸蛋白-1(Fasciculation and elongation protein zeta-1,FEZ-1)参与哺乳动物中枢神经的发育及神经轴突的延伸和成束,在脑内神经元和星形胶质细胞中均有表达,星形胶质细胞FEZ-1具有神经修复作用。有文献研究发现,FEZ-1参与突触可塑性,与学习记忆有关。氯化锂(lithium chloride,LiCl)是糖原合成酶激酶-3β(GSK-3β)抑制剂,可作用于星形胶质细胞促进FEZ-1的表达,对神经退行性疾病具有改善作用。本实验研究FEZ-1在PD动物认知障碍中的表达情况,通过腹腔给药氯化锂,以增加星形胶质细胞FEZ-1的表达,观察PD动物认知障碍的改善情况。目的:建立PD大鼠模型,研究认知障碍PD模型中FEZ-1表达变化及分布,分析FEZ-1在PD认知功能障碍发生中的作用;通过腹腔给予GSK-3β抑制剂氯化锂,观察PD模型认知障碍的改善情况。探讨星形胶质细胞FEZ-1对PD动物认知障碍的改善作用及其可能机制。方法:(1)采用立体定位仪注射6-OHDA于前脑内侧束建立PD大鼠模型,通过Y迷宫及旷场实验,评定PD大鼠的认知能力,分组为sham组、PD非认知障碍组和PD认知障碍组。采用Western blot检测各组黑质和纹状体中GFAP、FEZ-1、TH及p-GSK-3β表达变化,免疫共沉淀技术研究FEZ-1与GSK-3β的互作关系。免疫荧光组化技术观察PD大鼠模型黑质中TH变化以及各组黑质纹状体中星形胶质细胞FEZ-1表达变化。(2)大鼠腹腔给药氯化锂(80 mg/kg),实验分组为sham组、PD认知障碍组和给药组。通过旷场实验及Y迷宫,评定PD大鼠模型的认知能力的改善情况。运用Western blot检测各组黑质纹状体中GFAP、TH、FEZ-1、p-GSK-3β蛋白表达变化,免疫荧光组化技术观察各组黑质和纹状体中星形胶质细胞FEZ-1表达变化。结果:(1)6-OHDA注射两周后PD大鼠出现典型的旋转行为,TH免疫荧光组织化学染色见PD大鼠毁损侧黑质致密部神经元数量锐减。(2)Y迷宫实验结果显示,PD大鼠模型中大多数(83%)具有认知障碍,与sham组及非认知障碍组相比,PD认知障碍组大鼠达标准所需总反应时长,总反应次数均增加,正确率降低;旷场实验结果显示,PD模型组较sham组相比,跨格数和站立次数均下降,中央格停留时间明显延长。(3)Western blot结果显示,与sham组及PD非认知障碍组相比,PD认知障碍组的黑质和纹状体中FEZ-1水平明显降低,同时TH及p-GSK-3β表达变化也下降;此外,PD非认知障碍组和PD认知障碍组与sham组相比,GFAP表达均增加。(4)免疫荧光组化结果发现,与sham组相比,PD认知障碍组黑质及纹状体总体FEZ-1表达水平下降,而星形胶质细胞FEZ-1表达水平增加。(5)免疫共沉淀(CO-IP)结果显示,FEZ-1与GSK-3β存在相互作用关系,提示星形胶质细胞FEZ-1可能通过与GSK-3β相互作用发挥功能。(6)腹腔给药氯化锂(80mg/kg)于PD认知障碍大鼠,旷场实验结果显示,与PD认知障碍组相比,给药组大鼠跨格数和站立次数均增加,中央格停留时间减少,PD认知障碍大鼠认知能力有所改善;Y迷宫实验结果显示,与PD认知障碍组相比,给药组大鼠达到学会标准时所需总反映时长及总反应次数均减少,正确率提高,表明认知能力得到改善。(7)Western blot结果显示,与PD认知障碍组相比,给药组的黑质和纹状体中FEZ-1表达量明显增加,TH及p-GSK-3β表达上调,GFAP表达量无明显变化。(8)免疫荧光组织化学结果发现,与PD认知障碍组相比,给药组PD大鼠黑质及纹状体总FEZ-1及星形胶质细胞FEZ-1表达均增加。结论:(1)行为学测定结果显示PD模型大鼠中大多具有认知障碍;(2)认知障碍PD模型大鼠中FEZ-1蛋白表达降低,提示FEZ-1在帕金森病认知功能中可能发挥重要作用,FEZ-1与GSK-3β免疫共沉淀结果以及FEZ-1与p-GSK-3β蛋白在PD认知障碍组表达变化一致趋势,提示FEZ-1调节认知功能的作用与GSK-3β活性状态有关;(3)给药氯化锂后,PD认知障碍大鼠黑质及纹状体星形胶质细胞FEZ-1表达上调,p-GSK-3β表达上调,认知能力得到明显改善,提示通过体外给药氯化锂可改善PD模型大鼠的认知功能,其机制可能通过调节GSK-3β活性,促进星形胶质细胞FEZ-1表达,使PD认知功能障碍减轻和得以改善。