基于mTOR/ULK1/ATG13通路探讨绞股蓝总苷对抑郁症大鼠海马神经元过度自噬的保护作用

摘要

目的:探讨绞股蓝总苷(Gyp)对抑郁症大鼠海马神经元自噬及雷帕霉素靶蛋白(mTOR)/自噬激活激酶1(ULK1)/自噬相关蛋白13(ATG13)通路的影响。方法:取SD大鼠,随机分为正常对照组、模型组、Gyp低(25 mg/kg)剂量组、高(100 mg/kg)剂量组、自噬激活剂-雷帕霉素(Rap)组(1 mg/kg)、Gyp+Rap组(100 mg/kg+1 mg/kg),每组10只。用慢性轻度不可预见性应激法制备大鼠抑郁模型,各组连续给药4周,1次/天。用旷场、糖水偏好及强迫游泳试验评估大鼠抑郁样行为,取海马组织,透射电镜观察海马神经元结构变化及自噬小体、自噬溶酶体形成情况;TUNEL法检测神经元凋亡状况;免疫组织化学染色法检测ULK1磷酸化水平(p-ULK1)及p-ATG13在海马组织中阳性表达水平;Western blotting检测总mTOR、p-mTOR、核糖体S6蛋白(S6)及p-S6、ULK1特定位点Ser757蛋白(ULK1 Ser757)及p-ULKl Ser757、自噬相关蛋白Beclin1、微管相关蛋白轻链3(LC3)蛋白、凋亡相关蛋白-半胱天冬酶-3(Caspase-3)及多聚腺苷酸二磷酸核糖聚合酶(PARP)蛋白表达水平。结果:与正常对照组相比,模型组大鼠旷场实验中央探索时间、糖水摄取百分比均降低(P<0.01),强迫游泳不动时间延长(P<0.01),海马神经元核膜破坏严重、自噬小体形成较多,凋亡率、凋亡相关蛋白及Beclin1、LC3蛋白表达均升高(P<0.01),mTOR/ULK1/ATG13通路蛋白磷酸化水平均降低(P<0.01)。与模型组相比,Gyp剂量越高,大鼠抑郁样行为缓解(P<0.01)、海马神经元凋亡及自噬水平减弱,mTOR/ULK1/ATG13通路蛋白磷酸化水平升高(P<0.01);Rap组大鼠海马组织mTOR/ULK1/ATG13通路蛋白磷酸化水平进一步降低(P<0.01),海马神经元凋亡及自噬水平进一步升高(P<0.01),大鼠抑郁样行为进一步加重(P<0.01)。Gyp+Rap组大鼠上述指标变化与Gyp组相反(P<0.01)。结论:Gyp可能通过激活mTOR磷酸化活性水平,促进ULK1及ATG13磷酸化来抑制自噬,防止神经元自噬性死亡,发挥抗抑郁作用。