本文關鍵詞：二甲雙胍通過AMPK-SIRT1-PGC1α信號通路改善SAMP8小鼠的認知功能

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【摘要】：目的:阿爾茨海默病(AD)是一種起病隱匿進展緩慢的神經(jīng)系統(tǒng)退行性疾病。關于AD的病因研究,一直是該領域的熱點問題。其中比較公認的假說是神經(jīng)元淀粉樣蛋白沉積(Aβ)和神經(jīng)元纖維纖纏(NFT)。近年來有研究指出二甲雙胍能改善嚙齒類動物的空間學習記憶能力,同時還能夠延長嚙齒類動物的壽命。但其明確的機制尚未闡明。因此,本研究旨通過SAMP8小鼠探討二甲雙胍改善學習能力的分子及表觀遺傳學機制,為臨床用藥提供可靠的理論依據(jù)。方法:在本研究中,首先應用水迷宮實驗和新穎物體識別實驗測試3月齡和8月齡SAMP8小鼠的空間記憶能力,同月齡的SAMR1小鼠做為對照組。行為學測試24小時后斷頭取腦,應用蛋白印跡檢測海馬腦區(qū)AMPK,AMPKp-172,PGC1α,SIRT1,BDNF,PSD95,BACE1和Aβ等分子的變化趨勢。其次,在SAMP8小鼠7月齡時,以200mg/kg的計量腹腔注射二甲雙胍(metformin)38天;對照組(7月齡SAMP8小鼠)注射生理鹽水(saline),各組小鼠三天稱一次體重。第39天開始進行行為學測試。斷頭取腦后,檢測海馬腦區(qū)AMPK,AMPKp-172,PGC1α,SIRT1,BDNF,PSD95,BACE1和Aβ等分子改變。最后,應用染色質免疫共沉淀技術(CHIP)探討二甲雙胍治療AD的表觀遺傳學機制。結果:第一部分實驗,在新穎物體測試中,與8月齡SAMR1小鼠相比,8月齡SAMP8小鼠對新物體的識別指數(shù)顯著下降(P0.05)。水迷宮測試時,與8月齡SAMR1小鼠相比,8月齡SAMP8小鼠穿越平臺的次數(shù)(P0.05)和在目標象限停留的時間(P0.05)顯著降低。3月齡SAMR1和3月齡SAMP8小鼠沒有差異性改變(P0.05)。各組小鼠在測試時的游泳速度沒有差異性改變(P0.05)。免疫印跡實驗發(fā)現(xiàn),與8月齡SAMR1小鼠相比,8月齡SAMP8小鼠的海馬腦區(qū)AMPK-SIRT1-PGC1α信號通路活性下降(P0.05),BDNF和PSD95蛋白水平顯著下調(P0.05),BACE1和Aβ分子水平明顯上調(P0.05)。然而,3月齡SAMP8小鼠和3月齡SAMR1小鼠的分子改變沒有統(tǒng)計學差異(P0.05)。腹腔注射二甲雙胍后,8月齡SAMP8小鼠的學習記憶能力顯著提高。在新穎物體測試中,與Saline組小鼠相比,MET組小鼠物體識別指數(shù)顯著增加(P0.05)。在水迷宮試驗中,與Saline組小鼠相比,MET組小鼠穿越目標平臺次數(shù)(P0.05)和目標象限的停留時間(P0.05)顯著增加。免疫印跡實驗發(fā)現(xiàn),與Saline組小鼠相比,MET組小鼠海馬腦區(qū)AMPK-SIRT1-PGC1α信號通路顯著激活(P0.05),BACE1和Aβ蛋白水平顯著下降(P0.05)。此外,BDNF和PSD95分子水平顯著增加(P0.05);染色質免疫共沉淀技術(CHIP)發(fā)現(xiàn),與Saline組小鼠相比,MET組小鼠海馬腦區(qū)BACE1外顯子啟動子區(qū)域乙�；M蛋白H3的結合水平顯著降低(P0.05);BDNF外顯子IV和VI啟動子區(qū)域乙�；M蛋白H3的結合水平顯著增加(P0.05)。3.結論:通過上述實驗結果,我們推測阿爾茨海默病導致AMPK-SIRT1-PGC1α信號通路下調,進而增加BACE1的蛋白水平,引起Aβ的沉積。除此之外,8月齡SAMP8小鼠海馬腦區(qū)BDNF和PSD95蛋白水平也相應下調。通過腹腔注射低劑量的二甲雙胍發(fā)現(xiàn),8月齡SAMP8小鼠學習記憶能力明顯改善,其分子機制可能是由于二甲雙胍能夠激活AMPK-SIRT1-PGC1α信號通路,進而抑制BACE1和Aβ的表達。同時,二甲雙胍能夠上調BDNF和PSD95的蛋白表達,進而改善中樞神經(jīng)系統(tǒng)的突觸可塑性。應用染色質免疫共沉淀技術發(fā)現(xiàn),二甲雙胍激活AMPK-SIRT1-PGC1α信號通路,進而降低BACE1外顯子啟動子區(qū)乙�；M蛋白H3的結合水平,來調控BACE1和Aβ的表達。此外,二甲雙胍還會增加BDNF基因外顯子IV和VI啟動子區(qū)域乙酰化組蛋白H3的結合水平來促進BDNF的蛋白表達,進而改善小鼠的學習記憶能力。本研究首次在SAMP8小鼠中探討,低劑量的二甲雙胍通過AMPK-SIRT1-PGC1α信號通路改善癡呆小鼠的學習記憶損傷。應用染色質免疫共沉淀技術闡明二甲雙胍改善阿爾茨海默病認知損傷的表觀遺傳學機制。為未來從基因角度探討阿爾茨海默病發(fā)病機制提供了理論依據(jù)。
【關鍵詞】：阿爾茨海默病 二甲雙胍 組蛋白乙�；� β-分泌酶 腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子
【學位授予單位】：天津醫(yī)科大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：R749.16
【目錄】：

• 中文摘要4-6
• Abstract6-11
• 縮略語/符號說明11-12
• 前言12-16
• 研究現(xiàn)狀、成果12-15
• 研究目的、方法15-16
• 一、探索3月齡和8月齡SAMP8小鼠海馬腦區(qū)AMPK-SIRT1-PGC1α 信號通路的改變及BDNF和PSD95分子水平變化16-33
• 1.1 實驗材料和方法16-25
• 1.1.1 實驗動物16-17
• 1.1.2 實驗試劑和儀器17-21
• 1.1.3 實驗方法21-24
• 1.1.4 實驗設計24-25
• 1.1.5 統(tǒng)計方法25
• 1.2 結果25-31
• 1.2.1 3月齡和8月齡SAMP8小鼠的行為學改變25-28
• 1.2.2 3月齡和8月齡SAMP8小鼠海馬腦區(qū)中AMPK-SIRT1-PGC1α 信號通路及BDNF和PSD95分子水平變化28-31
• 1.3 討論31-32
• 1.4 小結32-33
• 二、低劑量的二甲雙胍對8月齡SAMP8小鼠學習記憶能力的影響及其機制33-59
• 1.1 實驗材料和方法33-48
• 1.1.1 實驗動物33
• 1.1.2 實驗試劑和儀器33-40
• 1.1.3 實驗方法40-45
• 1.1.4 實驗設計45-47
• 1.1.5 統(tǒng)計方法47-48
• 1.2 結果48-56
• 1.2.1 低劑量的二甲雙胍對SAMP8小鼠學習記憶能力的影響48-50
• 1.2.2 低劑量的二甲雙胍對SAMP8小鼠海馬腦區(qū)AMPK-SIRT1-PGC1α信號通路和突觸相關蛋白的影響50-53
• 1.2.3 低劑量二甲雙胍對SAMP8小鼠海馬腦區(qū)BACE1基因啟動子區(qū)域組蛋白H3乙�；挠绊�53-54
• 1.2.4 低劑量二甲雙胍對SAMP8小鼠海馬腦區(qū)BDNF基因IV和VI啟動子區(qū)域組蛋白H3乙�；挠绊�54-56
• 1.3 討論56-57
• 1.4 小結57-59
• 結論59-60
• 參考文獻60-67
• 發(fā)表論文和參加科研情況說明67-68
• 綜述 阿爾茨海默病發(fā)病機制的最新研究進展68-78
• 綜述參考文獻74-78
• 致謝78-80
• 個人簡歷80

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