亚慢性铝暴露抑制大鼠海马区突触可塑性PI3K/AKT/mTOR信号通路机制

目的 研究亚慢性铝暴露对大鼠海马区突触可塑性的影响,探讨磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白激酶B(AKT)/雷帕霉素靶蛋白(mTOR)信号通路在其中的作用机制.方法 无特定病原体级成年健康雄性SD大鼠,按照体质量随机分为对照组和低、中、高剂量组,每组10只;分别予浓度为0、10、20、40 μmol/kg体质量麦芽酚铝溶液腹腔注射,每周暴露5d,持续3个月.染毒结束后,称量大鼠体质量,以Morris水迷宫实验检测大鼠学习记忆能力,以双电极绑定技术检测在体大鼠海马CA1区长时程增强(LTP)幅值,以免疫印迹法检测大鼠海马组织中PI3K、AKT和mTOR蛋白表达.结果 暴露结束后,中、高剂量组大鼠体质量均低于对照组(P＜0.05).定位航行实验结果显示,实验第2～5天,中、高剂量组大鼠逃避潜伏期均低于同时间点对照组(P＜0.05).空间探索实验结果显示,4组大鼠目标象限停留时间和穿越平台次数分别比较,差异均无统计学意义(P＞0.05).高频刺激后1、30、60 min,3个剂量组大鼠海马CA1区LTP幅值均低于同时间点对照组(P＜0.05),且大鼠海马CA1区LTP幅值均随着麦芽酚铝暴露剂量的增加而下降(P＜0.01).3个剂量组大鼠海马组织中PI3K、AKT和mTOR的蛋白相对表达水平均低于对照组(P＜0.05),且上述3种蛋白相对表达水平均随着麦芽酚铝暴露剂量的增加而下降(P＜0.01).结论 亚慢性铝暴露可导致大鼠海马区突触可塑性出现剂量依赖性抑制,进而损害大鼠空间学习能力;该过程可能与铝抑制PI3K/AKT/mTOR信号通路有关.