余鋒 賈芳芳 徐波 張憲亮
摘 要:目的:探析β-淀粉樣蛋白(β-amyloid, Aβ)降解酶在自主運動調節(jié)APP/PS1轉基因(Tg-APP/PS1)小鼠海馬Aβ沉積過程中的作用機制。方法:C57系Tg-APP/PS1小鼠和C57系野生小鼠各34只分別隨機分為Tg-APP/PS1自主運動組(TE, n=17),Tg-APP/PS1安靜對照組(TC, n=17),野生自主運動組(E, n=17)和野生安靜對照組(C, n=17)。TE組和E組小鼠從3月齡開始,除給予日常飲食和飲水,施以16周自主運動,TC組和C組小鼠僅給予正常飲食、飲水。實時定量RT-PCR實驗檢測海馬Aβ降解酶腦啡肽酶(neprilysin, NEP)、胰島素降解酶(insulin degrading enzyme, IDE)、血管緊張素轉化酶(angiotensin-converting enzyme, ACE)、內皮素轉化酶(endothelin-converting enzyme, ECE)、基質金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase 9, MMP-9)和纖溶酶(Plasmin, PL)的mRNA表達水平,Western blot實驗檢測NEP、IDE、ACE和MMP-9的蛋白表達,免疫組化實驗檢測Aβ斑塊沉積情況。結果:1)16周自主運動促進了Tg-APP/PS1小鼠海馬NEP和IDE mRNA表達的極顯著性上調(P<0.01),促進了ACE、MMP-9和PL mRNA表達的顯著性上調(P<0.05);2) 16周自主運動促進了Tg-APP/PS1小鼠海馬IDE蛋白表達極顯著性上調(P<0.01),促進了NEP、ACE和MMP-9的蛋白表達顯著性上調(P<0.05);3) 16周自主運動顯著性下調了Tg-APP/PS1小鼠海馬Aβ沉積(P<0.01)。結論:自主運動可通過上調海馬內Aβ降解酶的基因和蛋白表達進而抑制Tg-APP/PS1小鼠海馬內的Aβ沉積。
關鍵詞:自主運動;阿爾茨海默病;APP/PS1轉基因小鼠;Aβ沉積;Aβ降解酶
中圖分類號:G804.2 文獻標識碼:A 文章編號:1006-2076(2020)06-0072-09
Abstract:Objective: To observe the effects and mechanism of Aβ degradation enzyme on the hippocampal Aβ deposition in transgenic mice of Alzheimers disease (AD) after 16 weeks voluntary wheel running. Methods: 34 Male Tg-APP/PS1 mice and 34 wild type mice of three-month-old C57BL/6 strain were randomly divided into Tg-APP/PS1 voluntary wheel running group (TE, n=17), Tg-APP/PS1 quiet control group (TC, n=17), wild type voluntary wheel running group (E, n=17) and wild type quiet control group (C, n=17). Mice in group TE and group E were subjected to wheel running with ad libitum access to food and water for 16 weeks from 3 months of age. Mice in group TC and group C were subjected to food and water ad libitum, without exercise. Real-time RT-PCR test was used to detect mRNA level of Aβ degradation enzyme, including NEP, IDE, ACE, ECE, MMP-9 and PL. Western blot test was used to detect protein level of NEP, IDE, ACE and MMP-9. Immunohistochemistry test was used to determine hippocampal Aβ deposition. Results: 1) After 16 weeks voluntary wheel running, the mRNA expression of NEP and IDE were very significant up-regulated (P<0.01), and the mRNA expression of ACE, MMP-9 and PL were significant up-regulated (P<0.05) in the hippocampus of Tg-APP/PS1 mice. 2) After 16 weeks voluntary wheel running, the protein expression of IDE was very significant up-regulated (P<0.01), and the protein expression of NEP, ACE, MMP-9 were significant up-regulated (P<0.05) in the hippocampus of Tg-APP/PS1 mice. 3) After 16 weeks voluntary wheel running, the Aβ deposition in the hippocampus of Tg-APP/PS1 mice was very significant down-regulated (P<0.01). Conclusion: Voluntary wheel running decreased the deposition of Aβ by promoting the expression of Aβ degradation enzyme in the hippocampus of Tg-APP/PS1 mice.
Key words:voluntary wheel running; Alzheimers disease; Tg-APP/PS1 mice; Aβ deposition; Aβ degradation enzyme
認知和學習記憶是腦的重要高級功能,決定著人類認識自然和改造社會的深刻程度。腦的認知和學習記憶能力的增齡性減弱,是導致神經退行性疾病的重要歸因。阿爾茨海默?。ˋlzheimers disease, AD)是一種腦的認知下降和學習記憶損害相關的神經退行性疾病,被稱為世界第一大神經退行性疾病。AD主要的病理標志是腦內β-淀粉樣蛋白(β-amyloid, Aβ)沉積產生老年斑(senile plaque, SP),tau蛋白過度磷酸化形成神經纖維纏結及由Aβ沉積和tau蛋白過度磷酸化所導致的神經細胞的缺失等[1]。其中,Aβ沉積是AD發(fā)病的主要病因之一。Aβ具有很強的神經毒性,能誘導腦組織的免疫炎癥反應、神經細胞的異常凋亡、氧化應激損傷、誘導鈣離子穩(wěn)態(tài)以及導致線粒體的能量供應系統(tǒng)功能紊亂,致使神經細胞異常死亡和神經系統(tǒng)的退行性病變[2]。
正常腦內Aβ的產生和降解呈動態(tài)平衡,故不會沉積。AD腦內Aβ的產生和清除之間的平衡被打亂,Aβ不能被及時清除,而在神經細胞外聚積,導致其沉積,進而引發(fā)一系列神經毒性和病理學改變,阻礙神經細胞正常生理功能的發(fā)揮。正常情況下腦內生成的Aβ主要是通過三種方式清除(如圖1):即經神經細胞內Aβ降解酶的降解清除、血腦屏障中Aβ轉運蛋白的轉運出腦清除和小膠質細胞對其進行吞噬降解清除[2],三種清除方式中Aβ降解酶占主導作用。研究發(fā)現,腦內的Aβ降解酶包括腦啡肽酶(neprilysin, NEP)、胰島素降解酶(insulin degrading enzyme, IDE)、血管緊張素轉化酶(angiotensin-converting enzyme, ACE)、內皮素轉化酶(endothelin-converting enzyme, ECE)、基質金屬蛋白酶-9(matrix metalloproteinase 9, MMP-9)和纖溶酶(Plasmin, PL)等主要幾種。
隨著對AD風險防控意識的增強及其病癥臨床實踐和實驗研究的逐步深入,人們對AD病理干預手段的認識也在改變,開始由對病癥治療向積極預防轉變。體育科學研究發(fā)現,經常參與體育運動或體力活動可提高老年人的認知功能[4-6],降低AD的患病風險[7-9]。動物實驗亦發(fā)現,運動干預可預防和改善AD病理,其機制涉及運動誘導Aβ沉積的減少[4, 10-16],抑制tau蛋白的過度磷酸化[17-19],促進神經細胞的抗氧化[18, 20-21]、緩解神經細胞死亡[22-24]和神經炎癥[13, 25]等生物學機制。其中,運動調節(jié)Aβ沉積的研究居多,運動可通過調節(jié)Aβ生成相關分泌酶的表達或活性來抑制Aβ的生成[10, 14, 26-27],通過抑制APP的表達水平來抑制Aβ的產生[12, 28-29]等。但目前并未發(fā)現運動作為獨立影響因素的研究證明其可通過調節(jié)Aβ降解酶進而降低Aβ沉積,僅有的Maesako等[30]結合飲食控制和運動干預的研究及Lazarov等[31]通過內設跑輪運動裝置豐富環(huán)境干預的研究表明:運動結合其他干預方式可促進NEP與IDE的表達減少腦內Aβ沉積。關于運動干預通過介導ACE、ECE、MMP-9和PL等幾種降解酶而調節(jié)Aβ沉積,預防和緩解AD的研究,以及運動干預作為獨立因素調控Aβ降解酶介導AD病理的研究均未見報道,相關機制更缺乏深入研究。本研究擬探討16周自主運動能否通過上調Aβ降解酶的表達,進而下調Tg-APP/PS1小鼠海馬Aβ沉積,解釋自主運動調節(jié)腦Aβ沉積的可能機制。
1 材料與方法
1.1 實驗對象與材料
從南京生物醫(yī)藥研究院實驗動物模式研究所選購3月齡C57系APP/PS1轉基因雄性小鼠34只(體重19.56±1.48 g)與3月齡野生型C57系小鼠34只(體重20.24±1.02 g),單獨飼養(yǎng)。小鼠飼料、墊料購自上海斯萊康公司,自由飲水和飲食,墊料定期更換。飼養(yǎng)環(huán)境為清潔級。
1.2 實驗對象分組與干預方案
將APP/PS1轉基因小鼠隨機分為運動組(TE)和對照組(TC),將野生C57小鼠亦隨機分為運動組(E)和對照組(C)。其中,TE組和E組小鼠除給予正常飲食和飲水之外,為其提供自主跑輪裝置,使其進行16周的自主運動(如圖2、圖3)。
1.3 實時熒光定量實驗(RT-PCR)
運動干預實驗結束24小時后,每組隨機選取12只實驗小鼠麻醉、斷頸處死,取海馬組織迅速置于液氮保存,后轉移至-80℃冰箱冷凍待測。
所有實驗小鼠海馬組織取完后,每組取6只小鼠海馬組織于冰上進行實驗操作,按照Invitrogen Trizol法提取總RNA,采用Toyobo Fsq101反轉錄試劑盒和實時熒光定量PCR儀檢測相關基因相對含量[14]。各目的基因和內參基因的引物序列如下表(引物設計與合成均由上海生工生物公司完成)。
1.4 免疫印跡實驗(Western blot)
每組取剩余的6只小鼠海馬組織于冰上進行實驗操作,剪碎放入研磨管中,按照Beyotime P0013 Western及RAP裂解液說明書進行操作。采用8%分離膠電泳,通過Millipore ECL超敏試劑盒顯影和Alpha FC2型凝膠成像系統(tǒng)進行冷光掃膜。所有抗體購于CST公司,采用Flour Chem FC2軟件分析圖像灰度值,冷光掃膜。實驗所用抗體購于CST和Abcam公司,使用Flour Chem FC2軟件對所捕捉圖像進行灰度值分析,具體實驗步驟參照文獻[18]進行。
1.5 免疫組化實驗(Immunohistochemistry)
運動干預實驗結束24小時后,每組余下5只小鼠按0.1ml/20 g體重的劑量經腹腔注射1.5%的戊巴比妥納麻醉,剪開腹腔至胸腔,暴露出心臟,從心臟左心室尖處灌注0.9%的生理鹽水(4℃)沖洗血液,至大鼠肝臟發(fā)白、流出液基本無血后,換成4%的多聚甲醛溶液(4℃)繼續(xù)灌注,至頭、四肢均已僵硬后迅速斷頭取腦,于-80℃冰箱保存。采用OCT包埋劑進行冰凍包埋,于冰凍切片機切片,厚度為20 μm。先后通過小鼠Aβ抗兔單克隆抗體(I抗,1∶200)和兔抗小鼠IgG抗體(II抗,1∶400)孵育切片。每只小鼠取6張切片,各隨機取相應海馬區(qū)的2個視野進行分析。采用二氨基聯苯胺(DAB)顯色液染色,于顯微鏡下觀察。Aβ沉積陽性免疫反應產物呈棕黃色或棕褐色,集中分布于胞漿及核膜周圍,呈斑塊狀,計算其在所選視野中的面積百分比,百分比值高,Aβ蛋白表達多,反之則少。實驗所用抗體購自CST和Abcam公司,具體實驗步驟參照文獻[10]進行。
1.6 數據統(tǒng)計
采用SPSS 18.0數據統(tǒng)計軟件、Image J圖像處理軟件、GraphPad繪圖分析軟件以及Excel 2010辦公軟件分析實驗數據。所有實驗數據均以(平均值±標準差)表示,組間比較采用采用單因素分析法(One-Way ANOVA),事后檢驗采用LSD 法。記P<0.05為具有顯著性差異,記P<0.01 為具有極顯著性差異。
2 結果分析
2.1 各組小鼠海馬Aβ降解酶 mRNA表達的比較
與C組相比,TC組小鼠海馬NEP、IDE和ECE mRNA表達均極顯著性降低(P<0.01),ACE、MMP-9和PL mRNA表達均顯著性降低(P<0.05)。與TC組相比,TE組小鼠海馬NEP和IDE mRNA表達均極顯著性上調(P<0.01),ACE、MMP-9和PL mRNA表達均顯著性上調(P<0.05),ECE mRNA表達呈上調趨勢,但兩組間無顯著性差異。與E組相比,TE組小鼠海馬NEP、IDE、ACE和PL mRNA表達均顯著性降低(P<0.05),ECE mRNA表達極顯著性降低(P<0.01),TE組小鼠海馬MMP-9 mRNA表達呈下調趨勢,但兩組之間不具有顯著性差異。與C組相比,E組小鼠海馬NEP mRNA表達極顯著性上調(P<0.01),ECE mRNA表達顯著性上調(P<0.05),而IDE、ACE 、MMP-9和PL mRNA表達呈上調趨勢,但兩組間不具有顯著性差異(如表2、圖4)。
2.2各組小鼠海馬Aβ降解酶蛋白表達的比較
與C組相比,TC組小鼠海馬NEP、IDE和ACE蛋白表達顯著性降低(P<0.05),MMP-9蛋白表達極顯著性降低(P<0.01)。與TC組相比,TE組小鼠海馬NEP、ACE和MMP-9蛋白表達均顯著性上調(P<0.05),IDE蛋白表達極顯著性上調(P<0.01)。與E組相比,TE組小鼠海馬NEP和ACE蛋白表達均呈下降趨勢,但兩組間無顯著性差異,TE組小鼠海馬IDE和MMP-9蛋白表達均顯著性降低(P<0.05)。與C組相比,E組小鼠海馬NEP、ACE和 MMP-9蛋白表達均有上調趨勢,但兩組間無顯著性差異,而E組小鼠海馬IDE蛋白表達顯著性上調(P<0.05)(如表3、圖5)。
2.3 各組小鼠海馬Aβ沉積的比較
與C組相比,TC組小鼠海馬Aβ沉積的面積百分比極顯著性上調(P<0.01);與TC組相比,TE組小鼠海馬Aβ沉積的面積百分比極顯著性降低(P<0.01);與E組相比,TE組小鼠海馬Aβ沉積的面積百分比顯著性上調(P<0.05);與C組相比,E組小鼠海馬Aβ沉積的數量顯著性降低 (P<0.05)(如表4、圖6)。
3 討論
本研究所選用的APP/PS1 雙轉基因小鼠是通過表達人類突變型基因PS1(DeltaE9)和小鼠與人類APP(APPSwe)基因嵌合體的雙轉基因小鼠,自南京大學——南京生物醫(yī)藥研究院的模式動物研究所引進,該小鼠相關的基因型為Tg(APPswe,PSEN1dE9)85Dbo,其種源來自美國的Jackson實驗動物中心。研究發(fā)現,APP/PS1轉基因小鼠在4月齡時腦內便可發(fā)現老年斑的出現,在6月齡時則可在大腦皮層及海馬區(qū)發(fā)現Aβ的沉積,Aβ沉積與AD實驗動物的年齡密切相關[32]。與同品系野生型小鼠相比,在10~12月齡時可出現行為學的空間記憶能力缺陷[33],因此,APP/PS1轉基因AD小鼠模型是研究腦的功能紊亂性疾病,特別是AD相關疾病最為理想的實驗動物模型。在AD實驗動物生長的適當年齡進行干預是控制Aβ沉積的重要靶點。研究[34]發(fā)現,Tg-APP/PS1小鼠在6-7月齡腦內開始出現Aβ沉積。Liu等[12]從3月齡開始對Tg-APP/PS1小鼠的進行跑臺干預實驗,發(fā)現5個月的跑臺運動抑制了轉基因小鼠海馬Aβ沉積和tau蛋白過磷酸化,表明從3月齡起對Tg-APP/PS1小鼠進行運動干預可以達到調控AD病理的作用。本研究從3月齡對Tg-APP/PS1小鼠施加運動干預,7月齡提取腦組織,符合運動干預Aβ沉積的生理條件。
3.1 自主運動對Tg-APP/PS1小鼠海馬Aβ降解酶的影響
3.1.1 自主運動對Tg-APP/PS1小鼠海馬NEP和IDE表達的調控
NEP和IDE是研究最多也是最重要的兩種Aβ降解酶,受到大量關注。研究[35-36]發(fā)現,腦內NEP水平和Aβ表達及神經細胞外淀粉樣斑塊沉積的程度之間關系密切。對NEP基因敲除小鼠和其他Aβ降解酶基因敲除小鼠比較發(fā)現,NEP基因敲除小鼠腦內Aβ40和Aβ42的水平均顯著增加[37-38]。本研究發(fā)現,Tg-APP/PS1小鼠海馬NEP mRNA表達低于野生小鼠,但兩者之間差異不顯著,Tg-APP/PS1小鼠海馬NEP蛋白表達則顯著低于野生小鼠,說明Tg-APP/PS1小鼠NEP基因轉錄水平與正常小鼠無差異,但其蛋白表達低于野生小鼠。16周自主運動上調了Tg-APP/PS1小鼠海馬NEP mRNA和蛋白水平,說明自主運動可有效促進Tg-APP/PS1小鼠海馬NEP的基因轉錄和蛋白表達。研究[39]發(fā)現,AD轉基因小鼠腦內IDE mRNA和蛋白表達受Aβ40和Aβ42表達的調控,二者呈正相關性變化。而Tg2576小鼠腦內IDE的表達在Aβ斑塊周圍顯著升高,且腦內IDE的蛋白表達隨小鼠年齡的增大呈上升的趨勢[40]。本研究發(fā)現,Tg-APP/PS1小鼠海馬IDE mRNA和蛋白表達均顯著低于野生小鼠,說明Tg-APP/PS1小鼠在IDE的基因轉錄和翻譯水平上均存在缺陷性;而16周自主運動后,Tg-APP/PS1小鼠海馬IDE mRNA和蛋白表達均顯著增加,說明自主運動可有效抵抗Tg-APP/PS1小鼠海馬IDE表達的下降;運動對野生小鼠海馬IDE mRNA表達調節(jié)作用不顯著,但運動上調了野生小鼠海馬IDE蛋白表達,說明自主運動可上調野生小鼠海馬IDE的蛋白翻譯,促進腦內合成較多的IDE,有助于腦內Aβ產生和清除動態(tài)平衡的維持。
先前對運動干預AD實驗動物腦內NEP和IDE影響的研究并不多見,僅有兩篇研究報道了自主運動或內設自主跑輪裝置的豐富環(huán)境干預對這兩種Aβ降解酶的調節(jié)作用,所得結論尚不具代表性,此亦本實驗選擇研究運動對轉基因小鼠海馬Aβ降解酶進行干預的主要原因。如Maesako等[30]給予APP轉基因小鼠高脂飲食,同時采用20周的自主運動干預,發(fā)現自主運動促進了該小鼠腦內的NEP的活性增加進而抑制了Aβ沉積。Lazarov等[31]發(fā)現,5個月自主運動促進了Tg-APP/PS1小鼠海馬NEP和IDE的蛋白表達,抑制了Aβ沉積。Adlard等[10]發(fā)現1個月的自主運動降低了TgCRND8小鼠APP 蛋白片段(α-CTF和β-CTF),但未改變海馬和皮質內的Aβ40和Aβ42表達,NEP與IDE的mRNA和蛋白表達亦未見顯著變化,其原因可能與1個月的運動時間較短有關,這也是本研究采用16周中長期運動干預的直接原因,較長時程的運動可能起到重復刺激的效果,能夠強化腦對運動干預的適應性變化。
3.1.2 自主運動對Tg-APP/PS1小鼠海馬ACE和MMP-9表達的調控
本實驗發(fā)現,Tg-APP/PS1小鼠海馬ACE mRNA和蛋白表達均顯著低于野生對照組小鼠;Tg-APP/PS1小鼠海馬MMP-9 mRNA表達較野生小鼠下調,但不具有顯著性差異,Tg-APP/PS1小鼠海馬MMP-9蛋白表達顯著低于野生小鼠;16周自主運動顯著上調了轉基因小鼠海馬ACE和MMP-9的 mRNA和蛋白表達。提示,Tg-APP/PS1小鼠海馬內ACE和MMP-9的表達被抑制,而16周自主運動可促進ACE 和MMP-9的表達。ACE和MMP-9也是重要的Aβ降解酶,可協(xié)同NEP和IDE對Aβ的降解,促進對Aβ的清除。ACE水平和Aβ沉積誘導AD發(fā)病之間顯著相關,研究[41]發(fā)現,ACE可通過降解Aβ多肽內天冬氨酸第7位點到絲氨酸第8位點的Aβ蛋白。腦內ACE的增多可促進對Aβ的降解,而ACE抑制劑可阻斷其對體外培養(yǎng)的Aβ降解[42]。MMP-9可在離體或在體條件下降解Aβ沉積[43]。外源性MMP-9可直接作用于α-分泌酶的APP降解位點,降低體外的Aβ多肽,而且外源性MMP-9可在離體或在體條件下降解聚積的Aβ纖維[44]。過表達MMP-9基因的轉基因小鼠海馬和皮質內APP的降解產物sAPPα水平顯著升高,突觸分枝的密度顯著增加[45],表明MMP-9的表達上調,可促進對Aβ的降解清除。
3.1.3 自主運動對Tg-APP/PS1小鼠海馬ECE和PL表達的調控
本實驗發(fā)現,與野生小鼠相比,Tg-APP/PS1小鼠海馬ECE mRNA表達顯著降低,而16周自主運動未能上調轉基因小鼠海馬ECE mRNA表達,但運動干預上調了野生小鼠海馬ECE mRNA表達。實驗還發(fā)現,轉基因小鼠海馬PL mRNA表達與野生小鼠相比亦顯著下調,16周自主運動上調了轉基因小鼠海馬PL mRNA表達,但對野生小鼠海馬PL mRNA表達的調節(jié)并不顯著。本實驗表明,Tg-APP/PS1小鼠海馬內ECE和PL基因表達均受到轉基因造模的影響而被抑制,16周自主運動未能有效上調轉基因小鼠海馬內ECE基因表達,但上調了PL基因表達。ECE和PL也參與了腦內Aβ的降解過程,對調節(jié)腦內Aβ水平具有積極作用。體外試驗發(fā)現重組的ECE可在3個位點降解合成的Aβ40,產生Aβ1-16、Aβ1-17、Aβ1-19以及Aβ20-40等Aβ片段[46]。ECE基因缺陷小鼠腦內Aβ40和Aβ42 表達均顯著上調[47]。PL在AD發(fā)病過程中其含量及其活性亦處于較低水平,在離體條件下抑制PL可增強Aβ聚積所導致的神經細胞損傷[48],而腦內PL增多可促進Aβ的降解[49]。
目前運動科學領域尚未發(fā)現通過運動干預介導AD實驗動物腦內ACE、MMP9、ECE和PL等的文獻可供參考,因此,本研究探討自主運動對Tg-APP/PS1小鼠海馬中ACE、MMP9、ECE和PL等Aβ降解酶的影響,是一種探索性研究,有望為今后該領域的研究提供參考。
3.2 自主運動對Tg-APP/PS1小鼠海馬Aβ沉積的影響
免疫組化實驗發(fā)現,與野生小鼠相比,Tg-APP/PS1小鼠海馬Aβ沉積較為密集,所占面積百分比顯著大于野生小鼠。與其對照組比較,Tg-APP/PS1運動組小鼠海馬Aβ沉積顯著減少,提示16周主運動能夠有效抑制Tg-APP/PS1小鼠海馬Aβ的沉積。與野生運動組小鼠相比,Tg-APP/PS1運動組小鼠海馬Aβ沉積和Aβ沉積數量上均顯著性增多,表明16周自主運動雖然能夠顯著抑制Tg-APP/PS1小鼠海馬Aβ沉積,但由于轉基因小鼠腦內APP與PS1基因[26]的過表達導致海馬Aβ沉積顯著增多,可能在一定程度上抵消了運動干預的獲益,導致運動組轉基因小鼠海馬Aβ沉積僅下調到野生對照組小鼠的水平。大量研究表明,Aβ沉積可誘導腦神經元的退行性病理改變,損害腦的認知和學習記憶能力。Adlard等[10]發(fā)現,5個月自主運動降低了TgCRND8小鼠海馬的Aβ沉積。Cracchiolo等[50]發(fā)現,7個半月自主運動和相同時間內設跑輪的豐富環(huán)境干預降低了Tg-APP/PS1小鼠海馬Aβ沉積。Yuede等[51]發(fā)現,自主運動和跑臺運動均促進了Tg2576轉基因小鼠海馬Aβ沉積。Liu等[12]發(fā)現,5個月跑臺運動降低了Tg-APP/PS1小鼠海馬Aβ沉積和Aβ40與Aβ42的蛋白表達。Llort等[20]發(fā)現5周跑臺運動降低了3xTg-AD小鼠海馬Aβ42/Aβ40的比值,但運動干預后該小鼠海馬區(qū)的Aβ斑塊沉積與對照組小鼠相比無顯著變化。Ke等[11]發(fā)現,4周短期跑臺運動下調了Tg-APP/PS1小鼠海馬Aβ的表達,但免疫組化實驗發(fā)現運動對海馬Aβ沉積的調節(jié)作用不顯著。綜上研究表明,運動干預可降低實驗動物腦內的Aβ沉積,且長期運動干預效果更佳。16周自主運動下調了Tg-APP/PS1小鼠海馬Aβ的沉積與上文所述運動促進了Aβ降解酶的表達具有直接聯系,說明自主運動可通過上調Aβ降解酶的表達,促進其對Aβ的降解,進而下調轉基因小鼠腦內的Aβ沉積。
4 結論
本研究表明Tg-APP/PS1小鼠海馬內主要的Aβ降解酶的mRNA和蛋白表達較同月齡野生型小鼠顯著性降低,其海馬Aβ沉積顯著性增加;而16周的自主運動顯著性上調了Tg-APP/PS1小鼠海馬內Aβ降解酶的mRNA和蛋白表達,下調了海馬Aβ沉積。提示:自主運動可能通過促進腦內Aβ降解酶的表達,進而抑制Aβ沉積,改善AD病理。
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