二苯乙烯苷经PP2A途径干预阿尔茨海默病中Tau蛋白磷酸化的机制研究

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目的:本研究以双侧海马内注射Aβ25-35致拟痴呆阿尔茨海默病大鼠(Alzheimer’s Disease,AD大鼠)为实验动物模型,探讨二苯乙烯苷(2,3,5,4’-tetrahydroxystilbene-2-O-β-D-glycoside,TSG)在AD大鼠脑组织内经PP2A途径中蛋白磷酸酯酶-2A(Protein phosphatase-2A,PP2A)、蛋白磷酸酯酶2A抑制因子-2(Protein phosphatase 2A inhibitor-2,I2PP2A)、热休克蛋白70(Heat shock protein 70,HSP70)及缺氧诱导因子1(Hypoxia-inducible factor 1,HIF-1)干预Tau蛋白磷酸化的作用机制,为进一步阐明应用TSG治疗阿尔茨海默病的机制研究提供新的理论支持。方法:24月龄SD大鼠80只,采用Morris水迷宫定位航行实验筛选出60只符合实验要求的大鼠,随机分为正常组、假手术组、模型组、TSG低剂量组(0.033 g·kg-1·d-1)、TSG中剂量组(0.1 g·kg-1·d-1)、TSG高剂量组(0.3 g·kg-1·d-1),每组10只。行双侧海马内Aβ25-35注射手术造模14 d后,连续28 d对各给药组大鼠灌胃相应药物进行治疗;其余3组大鼠灌胃等量生理盐水。灌胃结束后,应用Morris水迷宫实验测定各组大鼠的空间学习记忆能力;尼氏染色实验对各组大鼠脑组织中神经元尼氏小体和神经元细胞进行病理学观察;实时荧光定量聚合酶链式反应法(Real-time fluorescence quantitative polymerase chain reaction,q RT-PCR)测定各组大鼠脑组织中PP2A、I2PP2A、HSP70及HIF-1 m RNA表达情况;免疫组化法(Immunohis tochemical,IHC)测定各组大鼠脑组织中HSP70的表达情况;免疫荧光法(Immunofluorescence,IF)测定各组大鼠脑组织中PP2A的分布及表达情况;蛋白质免疫印迹法(Western blot)测定各组大鼠脑组织中PP2A、I2PP2A、HIF-1及p-Tau的表达情况。结果:(1)各组大鼠空间学习记忆能力情况:正常组、假手术组及TSG各剂量组大鼠空间学习记忆能力相近,但模型组大鼠出现明显的空间学习记忆能力障碍,表现为模型组大鼠逃避潜伏期明显延长、原平台象限停留时间明显缩短、穿越平台次数明显减少(P<0.05或P<0.01)。与模型组比较,TSG各剂量组大鼠空间学习记忆能力均得到不同程度的提升,逃避潜伏期明显缩短、原平台象限停留时间明显延长、穿越平台次数明显增多(P<0.05或P<0.01)。(2)尼氏染色实验显示:假手术组大鼠脑内尼氏体数量、神经元细胞排列层次及着色程度与正常组相近;模型组大鼠脑内尼氏体数量与正常组比较出现明显减少,神经元细胞层次减少、排练紊乱且着色变浅;经TSG干预后,TSG各剂量组大鼠脑内尼氏体数量较模型组相比均出现不同程度的增多,神经元排列相对整齐且层次增多。(3)实时荧光定量聚合酶链式反应法检测结果显示:正常组、假手术组及TSG各剂量组大鼠脑组织中PP2A、I2PP2A、HSP70及HIF-1 m RNA表达水平均未出现明显变化;模型组大鼠脑组织中PP2A m RNA表达水平明显下降(P<0.01),I2PP2A及HIF-1 m RNA表达水平均明显升高(P<0.01),HSP70 m RNA表达水平未出现明显变化。与模型组比较,TSG各剂量组大鼠脑组织中PP2A m RNA表达水平均出现明显升高(P<0.01),I2PP2A及HIF-1 m RNA表达水平均出现明显下降(P<0.01),HSP70 m RNA表达水平未出现明显变化。(4)免疫组化实验结果显示:各组大鼠脑组织中海马区、大脑皮层区HSP70蛋白的表达水平在各组间比较中均无明显变化。(5)免疫荧光实验结果显示:正常组、假手术组及TSG各剂量组大鼠脑组织中海马区、大脑皮层区PP2A蛋白的表达水平无明显变化;模型组大鼠脑组织中海马区、大脑皮层区PP2A蛋白的表达水平明显下降(P<0.05或P<0.01)。与模型组比较,TSG各剂量组大鼠脑组织中海马区、大脑皮层区PP2A蛋白的表达水平均出现明显升高(P<0.01)。(6)蛋白质免疫印迹法结果显示:正常组、假手术组及TSG各剂量组大鼠脑组织中PP2A、I2PP2A、HIF-1及p-Tau蛋白表达水平均未出现明显变化;模型组大鼠脑组织中PP2A蛋白表达水平明显下降(P<0.01),I2PP2A、HIF-1及p-Tau蛋白表达水平均明显升高(P<0.01)。与模型组比较,TSG各剂量组大鼠脑组织中PP2A蛋白表达水平均出现明显升高(P<0.01),I2PP2A、HIF-1及p-Tau蛋白表达水平均出现明显下降(P<0.01)。结论:TSG对AD大鼠的空间学习记忆能力具有明显的提升作用,对AD大鼠脑内受损的神经元具有一定的修复作用,这可能与其干预PP2A途径使该途径中PP2A表达水平上调,I2PP2A及HIF-1表达水平下调最终实现抑制Tau蛋白异常磷酸化进程这一机制有关。
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