SIRT1通過BDNF-TrkB通路介導(dǎo)硫化氫抗同型半胱氨酸誘導(dǎo)的認(rèn)知功能損傷.pdf

1、【研究背景與目的】：
　　高同型半胱氨酸血癥(Hyperhomocysteinemia, Hhcy)是阿爾茨海默病(Alzheimer’s disease, AD)一個重要、獨立的高危因素。繼NO和CO之后的第三種氣體神經(jīng)調(diào)質(zhì)-硫化氫(Hydrogen sulfide, H2S)，對神經(jīng)突觸可塑性和增進(jìn)記憶能力方面具有調(diào)節(jié)作用。我們以往的研究結(jié)果表明 H2S可拮抗同型半胱氨酸(homocysteine, Hcy)對學(xué)習(xí)記憶和認(rèn)知功

2、能的損傷作用，但作用機(jī)理尚未闡明清楚。
　　目前有研究表明BDNF-TrkB(brain-derived neurotrophic factor-Tropomyosin receptor kinase B)通路和SIRT1(Silentinformation regulator1)對學(xué)習(xí)與記憶具有重要的調(diào)節(jié)作用。我們的前期研究發(fā)現(xiàn)H2S可上調(diào)神經(jīng)細(xì)胞 BDNF和SIRT1的表達(dá)。因此，我們推測 H2S抗 Hcy損害學(xué)習(xí)記憶和認(rèn)知功

3、能的作用可能與其調(diào)節(jié) BDNF-TrkB通路和SIRT1有關(guān)。
　　本實驗采用對SD大鼠單側(cè)側(cè)腦室注射 Hcy染毒從而建立 AD的動物模型，予K252a(TrkB受體特異性拮抗劑)或Sirtinol(SIRT1特異性拮抗劑)預(yù)處理阻斷相應(yīng)通路，探討阻斷 BDNF-TrkB通路和SIRT1能否逆轉(zhuǎn) H2S對Hcy損害 SD大鼠學(xué)習(xí)記憶和認(rèn)知功能的拮抗作用，以明確 BDNF-TrkB通路和SIRT1對H2S抗Hcy損害學(xué)習(xí)記憶和認(rèn)知功

4、能的介導(dǎo)作用。
　　【方法】：
　　Y-maze、新物體識別和Morris水迷宮檢測大鼠學(xué)習(xí)記憶和認(rèn)知能力；Western blotting方法檢測海馬組織中SIRT1和BDNF蛋白的表達(dá)。
　　【結(jié)果】：
　　1. BDNF-TrkB通路介導(dǎo)H2S抗Hcy損害認(rèn)知功能的作用
　　K252a(1μg/d)側(cè)腦室給藥阻斷BDNF-TrkB通路，30 min后予以H2S供體NaHS(5.6 mg/kg/d)腹腔

5、注射，連續(xù)2 d后，再連續(xù)7d聯(lián)合單側(cè)側(cè)腦室微量注射4μL的Hcy(0.6μmol/d)。采用Y-maze、新物體識別和Morris水迷宮檢測大鼠學(xué)習(xí)記憶和認(rèn)知能力。
　　Y-maze實驗結(jié)果顯示K252a(1μg)阻斷BDNF-TrkB通路逆轉(zhuǎn)了H2S(5.6 mg/kg)對Hcy(0.6μmol)降低大鼠交替率的改善作用；新物體識別實驗顯示K252a(1μg)阻斷BDNF-TrkB通路逆轉(zhuǎn)了H2S(NaHS,5.6 mg/kg

6、)改善Hcy(0.6μmol)組大鼠新物體識別指數(shù)的作用。
　　Morris水迷宮獲得性訓(xùn)練期第四天結(jié)果顯示Hcy(0.6μmol)組大鼠尋找平臺的潛伏期較對照組顯著延長，且其游泳路線更曲折、復(fù)雜，NaHS(5.6 mg/kg)預(yù)處理可改善Hcy延長大鼠潛伏期的作用，而事先予以K252a(1μg)阻斷BDNF-TrkB通路可逆轉(zhuǎn) H2S對Hcy延長大鼠潛伏期的改善作用。
　　Morris水迷宮空間搜索實驗顯示Hcy(0.6μ

7、mol)組大鼠穿過原平臺的次數(shù)較對照組減少，且在目標(biāo)象限時間比和中環(huán)游泳時間比均減少，NaHS(5.6 mg/kg)預(yù)處理可改善Hcy減少大鼠穿過原平臺次數(shù)的作用，而事先予以K252a(1μg)阻斷BDNF-TrkB通路可逆轉(zhuǎn) H2S對Hcy損害大鼠學(xué)習(xí)記憶的改善作用。
　　上述結(jié)果提示：阻斷 BDNF-TrkB通路可逆轉(zhuǎn) H2S拮抗 Hcy對SD大鼠學(xué)習(xí)記憶和認(rèn)知功能的損害作用。
　　2. SIRT1介導(dǎo)H2S抗Hcy損害

8、認(rèn)知功能的作用
　　SD大鼠腹腔注射NaHS(1.68,5.6 mg/kg/d)2 d后，單側(cè)側(cè)腦室微量注射4μL Hcy(0.6μmol/d)，連續(xù)7 d。采用Western blotting方法檢測海馬組織中SIRT1蛋白的表達(dá)。結(jié)果顯示，Hcy對SIRT1蛋白表達(dá)的下調(diào)作用可被 H2S逆轉(zhuǎn)。表明 H2S對SIRT1表達(dá)具有上調(diào)作用。
　　Sirtinol(10 nmol/d)側(cè)腦室給藥阻斷SIRT1，30 min后予以

9、H2S供體NaHS(5.6 mg/kg/d)腹腔注射，連續(xù)2 d后，再連續(xù)7d聯(lián)合單側(cè)側(cè)腦室微量注射4μL的Hcy(0.6μmol)。采用Y-maze、新物體識別和Morris水迷宮檢測大鼠學(xué)習(xí)記憶和認(rèn)知能力。
　　Y-maze實驗結(jié)果顯示Sirtinol(10 nmol)抑制SIRT1表達(dá)逆轉(zhuǎn)了H2S(NaHS,5.6 mg/kg)對Hcy(0.6μmol)降低大鼠交替率的改善作用；新物體識別實驗顯示Sirtinol(10 nm

10、ol)抑制SIRT1表達(dá)逆轉(zhuǎn)了H2S(NaHS,5.6 mg/kg)改善Hcy(0.6μmol)組大鼠新物體識別指數(shù)的作用。
　　Morris水迷宮定位航行實驗第四天結(jié)果提示 Sirtinol抑制 SIRT1表達(dá)逆轉(zhuǎn)了H2S(NaHS,5.6 mg/kg)對Hcy(0.6μmol)延長大鼠潛伏期的改善作用；空間搜索實驗結(jié)果提示Sirtinol抑制SIRT1表達(dá)逆轉(zhuǎn)了H2S(NaHS,5.6 mg/kg)對Hcy(0.6μmol)減

11、少大鼠穿過原平臺次數(shù)和在目標(biāo)象限時間比和中環(huán)游泳時間比的改善作用。
　　上述結(jié)果提示：阻斷 SIRT1可逆轉(zhuǎn) H2S拮抗 Hcy對SD大鼠學(xué)習(xí)記憶和認(rèn)知功能的損害作用。
　　3. SIRT1抑制劑Sirtinol能夠逆轉(zhuǎn)H2S對Hcy下調(diào)BDNF表達(dá)的改善作用
　　提前用Sirtinol(10 nmol/d)阻斷SIRT1，WB法檢測BDNF表達(dá)情況。結(jié)果顯示，阻斷 SIRT1表達(dá)后可逆轉(zhuǎn) H2S對Hcy下調(diào) BDNF