抑制哺乳动物雷帕霉素靶蛋白信号通路对慢性脑缺血小鼠认知功能的改善和机制

摘要

目的:探索哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(mTOR)抑制剂雷帕霉素在慢性脑缺血中的作用及机制。方法:6周龄的ICR小鼠通过右颈总动脉结扎诱导慢性脑缺血模型,采用蛋白质印迹法检测造模后不同时期(1、3、6、24 h,3、7 d,2、4、6周)小鼠大脑皮层和海马组织中mTOR信号通路mTOR、S6K和S6蛋白表达及其磷酸化水平。造模24 h后腹腔注射雷帕霉素(3.0 mg/kg),经FluoroJade B染色观察细胞凋亡情况,蛋白质印迹法检测mTOR信号通路的变化和对细胞自噬的影响,并采用Morris水迷宫和Y迷宫试验测定小鼠学习记忆功能。结果:模型小鼠大脑皮层和海马组织中mTOR信号通路被异常激活,从6 h开始一直持续到6周,表现为mTOR、S6K和S6蛋白磷酸化增加。雷帕霉素可逆转由慢性脑缺血所致的mTOR信号通路激活,并显著减少细胞凋亡(146.1±16.3与84.5±9.6,P<0.05)。雷帕霉素还能显著逆转慢性脑缺血所导致的Beclin1和LC3-Ⅱ蛋白的表达。Morris水迷宫和Y迷宫试验结果显示,雷帕霉素组较模型组平台潜伏期缩短[(11.1±2.3)s与(8.1±1.8)s,P<0.05]、游泳距离延长[(672.8±128.5)cm与(558.2±124.9)cm,P<0.05]、穿越平台次数减少(2.8±0.9与5.2±0.8,P<0.05)、正确反应率提高[(38.5±9.2)%与(64.9±7.9)%,P<0.05]。结论:抑制mTOR信号通路能改善由慢性脑缺血所致的学习记忆功能下降,其机制可能与抑制细胞凋亡和自噬相关。