文冠果壳苷对APP/PS1转基因小鼠突触可塑性的作用及其机制研究

目的:阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)被认为是突触相关的一类疾病,因此又把它叫做突触失效,最终导致中枢神经系统网络联系受损,认知功能及记忆能力的下降.神经元的损伤和异常信号转导是神经退行性疾病的关键性指标.因此,改善突触结构和功能障碍是改善认知缺陷和防止AD发展的一个重要目标.文冠果壳苷是从文冠果果壳中提取的一种三萜皂苷类单体化合物,前期研究结果证实其对多种AD模型动物的学习记忆障碍具有显著的改善作用,并可增加海马突触素及PSD95的蛋白表达,提示文冠果壳苷可能具有保护突触或提高突触可塑性的作用.方法:本实验通过行为学、透射电镜、Golgi-Cox染色、免疫组化、电生理和突触相关蛋白表达的考察,验证文冠果壳苷对APP/PS1转基因小鼠学习记忆障碍的改善作用及对突触结构和功能可塑性的影响.结果:Morris水迷宫结果表明,与APP/PS1小鼠相比,文冠果壳苷可以显著缩短逃避潜伏期,提高穿台次数;Y迷宫结果表明,文冠果壳苷可以显著提高APP/PS1小鼠的自发交替反应率;提示文冠果壳苷可以改善APP/PS1小鼠的空间记忆和工作记忆障碍.透射电镜结果表明,与APP/PS1小鼠相比,给予文冠果壳苷后CA1区突触间隙清晰可见,突触前区内有较多的突触小泡,突触前后膜清晰均匀;Golgi-Cox染色结果表明,文冠果壳苷可以显著改善APP/PS1小鼠海马树突棘密度降低;文冠果壳苷可以对抗Aβ25-35导致的原代海马神经元树突长度降低及多级树突分枝减少;提高APP/PS1小鼠突触结构可塑性相关蛋白(BDNF-TrkB通路相关蛋白)的表达;提示文冠果壳苷对突触结构具有保护作用.电生理实验结果表明,文冠果壳苷可以显著改善APP/PS1小鼠LTP降低;CamKⅡ和GluR1蛋白的表达对于LTP的维持至关重要,Western blot结果表明,文冠果壳苷可以显著提高APP/PS1小鼠海马突触上和突触外p-CamKⅡ蛋白的表达,促进突触上GluR1蛋白的磷酸化;提示文冠果壳苷对APP/PS1小鼠突触功能可塑性具有保护作用.结论:文冠果壳苷对APP/PS1小鼠的学习记忆障碍具有显著改善作用.其机制可能与调节突触结构相关蛋白BDNF-TrkB及功能维持相关蛋白CamKⅡ-GluR1,进而提高海马突触结构和功能可塑性有关.