褪黑素联合丰富环境对SAMP8小鼠学习记忆能力的影响及机制

目的:探讨褪黑素联合丰富环境对快速老化小鼠(senescence-accelerated mouse prone 8，SAMP8)学习记忆能力的影响及可能机制。方法:48只4月龄雄性SAMP8小鼠按照随机数字表法分为模型组、丰富环境组、褪黑素组和褪黑素联合丰富环境组(联合干预组)，每组12只。褪黑素组和联合干预组小鼠按8 mg·kg -1·d -1剂量皮下注射褪黑素，模型组和丰富环境组小鼠给予等量生理盐水；模型组和褪黑素组小鼠饲养于标准环境，丰富环境组和联合干预组饲养于丰富环境；共干预28 d。小鼠在干预前、干预28 d后进行老化度评分，Morris水迷宫实验检测小鼠学习记忆能力，尼氏染色、TUNEL染色分别观察小鼠海马CA1区尼氏染色阳性细胞、凋亡细胞情况，ELISA检测小鼠海马组织白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)含量，Western blot检测小鼠海马组织β-淀粉样蛋白(amyloid β-protein，Aβ)1~42、在苏氨酸(Thr)205位点磷酸化的微管相关蛋白tau(tau pT205)、Toll样受体4(toll-like receptor 4，TLR4)、核转录因子κB(nuclear factor-κB，NF-κB) p65蛋白表达水平，qRT-PCR检测小鼠海马组织TLR4、NF-κB p65 mRNA表达水平。采用SPSS 22. 0进行统计分析，分别用单因素方差分析、LSD检验和重复测量方差分析进行数据处理。 结果:(1)老化度评分：干预后，各组小鼠老化度评分差异有统计学意义( F＝120.601， P<0.01)，丰富环境组、褪黑素组和联合干预组小鼠老化度评分均低于模型组(均 P<0.05)，其中联合干预组小鼠老化度评分显著低于丰富环境组和褪黑素组(均 P<0.05)。(2)定位航行实验结果显示：四组小鼠逃避潜伏期的时间-组别交互作用显著( F＝30.524， P<0.001)；第2~4天，丰富环境组、褪黑素组和联合干预组小鼠的逃避潜伏期均低于模型组(均 P<0.05)。空间探索实验结果显示：四组小鼠目标象限停留时间和穿越平台次数均差异有统计学意义( F＝291.328，113.482，均 P<0.01)，丰富环境组、褪黑素组和联合干预组小鼠在目标象限停留时间[(29.45±1.70)s，(32.44±1.55)s，(37.48±0.84)s]和穿越平台次数[(6.44±0.61)次，(7.16±0.70)次，(12.60±1.23)次]均高于模型组[(15.07±1.28)s，(4.10±0.61)次]，其中丰富环境组和褪黑素组小鼠在目标靶象限停留时间、穿越原平台所在位置次数均显著减少于联合干预组(均 P<0.05)。(3)尼氏染色和TUNEL染色结果显示：各组小鼠海马CA1区尼氏染色阳性神经元数量差异有统计学意义( F＝809.264， P<0.01)，海马CA1区凋亡细胞数量差异有统计学意义( F＝1 060.583， P<0.01)。联合干预组小鼠海马CA1区尼氏染色阳性神经元数量多于模型组、丰富环境组和褪黑素组(均 P<0.05)，凋亡细胞数量少于模型组、丰富环境组和褪黑素组(均 P<0.05)。(4)ELISA检测结果显示：各组小鼠海马组织IL-1β、IL-6和TNF-α含量差异有统计学意义( F＝152.887，63.506，432.026，均 P<0.01)。丰富环境组、褪黑素组和联合干预组小鼠海马组织IL-1β、IL-6、TNF-α含量均低于模型组(均 P<0.05)，其中丰富环境组和褪黑素组小鼠海马组织IL-1β、IL-6和TNF-α含量均显著高于联合干预组(均 P<0.05)。(5)Western blot检测结果显示：各组小鼠海马组织Aβ1~42、tau pT205、TLR4、NF-κB p65蛋白表达水平差异有统计学意义( F＝122.349，98.934，201.635，116.553，均 P<0.01)，丰富环境组、褪黑素组和联合干预组小鼠海马组织Aβ1~42、tau pT205、TLR4、NF-κB p65蛋白表达水平均低于模型组，其中丰富环境组和褪黑素组小鼠海马组织Aβ1~42、tau pT205、TLR4、NF-κB p65蛋白表达水平均显著高于联合干预组(均 P<0.05)。(6)qRT-PCR检测结果显示：各组小鼠海马组织TLR4、NF-κB p65 mRNA表达水平差异有统计学意义( F＝42.913，102.446，均 P<0.01)，丰富环境组、褪黑素组和联合干预组小鼠海马组织TLR4[(0.63±0.05)，(0.55±0.04)，(0.42±0.03)]、NF-κB p65[(0.98±0.06)，(0.82±0.04)，(0.72±0.04)] mRNA表达水平均低于模型组[(0.74±0.07)，(1.20±0.05)，均 P<0.05]，其中丰富环境组和褪黑素组小鼠海马组织TLR4、NF-κB p65 mRNA表达水平均显著高于联合干预组(均 P<0.05)。 结论:褪黑素联合丰富环境可改善SAMP8小鼠学习记忆能力及神经炎性反应，其机制可能与下调TLR4/NF-κB p65信号通路有关。