基于αCaMKⅡ-CREB-BDNF信号通路研究调心方对APP/PS1双转基因AD小鼠学习记忆和突触可塑性的影响

摘要

目的:观察调心方对APP/PS1双转基因AD小鼠海马CA1区长时程增强(LTP)、海马区α钙/钙调素依赖激酶Ⅱ(αCaMKⅡ)、环磷酸腺苷反应元件结合蛋白(CREB)、脑源性神经营养因子(BDNF)、突触后致密物95(PSD-95)mRNA和蛋白表达的影响,从αCaMKⅡ-CREB-BDNF信号通路的角度探讨调心方改善APP/PS1双转基因AD小鼠学习记忆和突触可塑性的作用机制。方法:选择54只3月龄APP/PS1雄性小鼠,采用随机数字表法分为模型组、调心方组、多奈哌齐组,每组18只,另设同月龄同品系18只C57/BL6雄性野生型小鼠为正常组。参照药理试验中动物与人体间的等效剂量换算标准进行折算,多奈哌齐组和调心方组均按照人的等效剂量(体质量:60 kg)折算出药物剂量。正常组和模型组给予等量的生理盐水,剂量10 mL/(kg·d);多奈哌齐组给予盐酸多奈哌齐灌胃,剂量为0.05 mg/(kg·d),调心方组给予调心方颗粒灌胃,剂量为0.057 g/(kg·d);4组小鼠于3月龄时进行灌胃给药处理,1次/d,连续灌胃3个月。采用电生理技术在离体海马脑片上诱导4组小鼠海马CA1区LTP;采用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)法检测4组小鼠海马αCaMKⅡ、CREB、BDNF、PSD-95 mRNA表达情况;采用免疫印迹(WB)法检测4组小鼠海马p-αCaMKⅡ、p-CREB、BDNF、PSD-95蛋白表达情况。结果:①电生理结果:在0.1~0.7 mA刺激强度下,4组小鼠海马I/O曲线斜率无明显差异,差异无统计学意义(P>0.05)。在20~250 ms刺激间隔下,4组小鼠的PPF易化无明显差异,差异无统计学意义(P>0.05)。在第50~60 min稳定期内,与模型组比较,调心方组小鼠诱导的LTP中fEPSP斜率明显提高(P<0.05)。②RT-qPCR结果:与正常组比较,模型组小鼠海马αCaMKⅡ、CREB、BDNF和PSD-95 mRNA表达均明显降低,差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,调心方组小鼠海马αCaMKⅡ、CREB、BDNF和PSD-95 mRNA表达均明显增加,差异具有统计学意义(P<0.05)。③Western blot法检测结果:与正常组比较,模型组小鼠海马p-αCaMKⅡ、p-CREB、BDNF和PSD-95蛋白表达均明显减少,差异具有统计学意义(P<0.05);与模型组比较,调心方组小鼠海马的p-αCaMKⅡ、p-CREB、BDNF和PSD-95的蛋白表达均明显增加,差异具有统计学意义(P<0.05)。结论:调心方能够改善APP/PS1双转基因AD小鼠海马CA1区LTP、提高PSD-95 mRNA和蛋白的表达,从而改善APP/PS1双转基因AD小鼠学习记忆功能和突触可塑性,其作用机制可能与其上调海马αCaMKⅡ-CREB-BDNF信号通路水平有关。