硫化氢改善慢性束缚应激诱导的小鼠海马神经元内质网应激

摘要

目的：
　　慢性应激已被证实参与了像抑郁症这样常见的精神疾病的发生发展过程。在我们前期的研究中，硫化氢（hydrogensulfide，H2S）在慢性不可预知应激诱导的大鼠海马神经元损伤及皮质酮诱导的PC12细胞损伤中均发挥着神经保护作用。内质网应激（endoplasmic reticulum stress，ER stress）也被公认是慢性应激所致学习记忆损伤的重要机制之一；沉默信息调节2同源物1（silent mating type information regulator2 homolog1,SIRT-1）和脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）在急性和慢性神经系统疾病的神经保护作用均得到广泛报道。因此，我们推测硫化氢是否可通过调节SIRT1和/或BDNF-TrkB通路实现对慢性束缚应激小鼠海马神经元内质网应激的调控。
　　本文旨在探讨慢性束缚应激(chronic restraint stress，CRS)对小鼠海马神经元的内质网应激，内源性硫化氢的生成，SIRT1及BDNF-TrkB通路的影响；并研究硫化氢在慢性束缚应激引起的神经损伤中所发挥的作用。
　　方法：
　　1.将昆明小鼠随机分为6组（15只/组）：包括对照组，CRS组，CRS+低浓度的硫氢化钠（sodium hydrosulfide,NaHS）（30μM/kg）组，CRS+中浓度硫氢化钠（60μM/kg）组，CRS+高浓度的硫氢化钠（100μM/kg）组，和CRS+丙咪嗪（imipramine，Imip）（30mg/kg）组；除对照组外，其余各组小鼠均予以每日3小时，连续4周，束缚于约50ml大小注射器中以建立慢性束缚应激（chronic restraint stress，CRS）模型，硫氢化钠及丙咪嗪均于CRS前半小时通过腹腔注射给予小鼠。
　　2.采用western blot方法检测慢性应激小鼠海马神经元中CBS,3-MST，CHOP，GRP-78，SIRT1，BDNF，TrkB的表达水平。
　　结果：
　　1.慢性束缚应激可诱导小鼠海马神经元的内质网应激。
　　慢性束缚应激4周后，小鼠海马神经元中的C/EBP同源蛋白（C/EBP homologous protein,CHOP）和葡萄糖调节蛋白78（78-kDa glucose-regulated protein,GRP78）的表达较对照组明显增加。这提示慢性束缚应激可诱导小鼠海马神经元内质网应激。
　　2.慢性束缚应激可抑制小鼠海马神经元内源性硫化氢生成。
　　慢性束缚应激4周后，小鼠海马神经元中胱硫醚-β-合酶（cystathionine beta synthase，CBS）和3-巯基丙酮酸硫转移酶（3-mercaptopyruvate sulfurtransferase,3-MST）的表达水平明显下降。这提示慢性束缚应激可下调小鼠海马神经元内源性硫化氢生成。
　　3.硫化氢可抑制慢性束缚应激诱导的小鼠海马神经元内质网应激。
　　在慢性束缚应激30分钟前，分别予以腹腔注射30,60,100μM/Kg的硫氢化钠和30mg/Kg的丙咪嗪的处理后，小鼠海马神经元中CHOP及GRP-78的表达呈浓度依赖性地下降，且100μM/Kg的硫氢化钠和30mg/Kg的丙咪嗪处理组CHOP及GRP-78的表达几乎恢复至对照组水平。这提示硫化氢的神经保护作用可能与其抑制慢性束缚应激诱导的小鼠海马神经元内质网应激有关。
　　4.硫化氢可改善慢性束缚应激对小鼠海马神经元SIRT1表达的抑制。
　　在慢性束缚应激30分钟前，分别予以腹腔注射30,60,100μM/Kg的硫氢化钠和30mg/Kg的丙咪嗪的处理后，小鼠海马神经元中SIRT1的表达水平呈浓度依赖性地上升，且100μM/Kg的硫氢化钠和30mg/Kg的丙咪嗪处理后SIRT1的表达几乎较单纯束缚应激组增加了近30％。提示硫化氢具有拮抗慢性束缚应激对SIRT1表达的抑制的作用；同时也提示，硫化氢有可能通过上调SIRT1从而拮抗慢性束缚应激诱导的内质网应激。
　　5.硫化氢可改善慢性束缚应激对小鼠海马神经元BDNF-TrkB通路的抑制。
　　在慢性束缚应激30分钟前，分别予以腹腔注射30,60,100μM/Kg的硫氢化钠和30mg/Kg的丙咪嗪的处理后，小鼠海马神经细胞中BDNF-TrkB的表达水平呈浓度依赖性地上升，且100μM/Kg的硫氢化钠和30mg/Kg的丙咪嗪处理后BDNF-TrkB的表达几乎恢复至对照组水平，提示硫化氢可上调慢性束缚应激对BDNF-TrkB通路的抑制。这同样提示，硫化氢可能是通过上调BDNF-TrkB通路改善慢性束缚应激诱导的内质网应激。
　　结论：
　　硫化氢改善慢性束缚应激诱导的小鼠海马神经元内质网应激，其机制可能与其上调SIRT1和BDNF-TrkB通路有关。

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缩略词

第1章 前言

1.慢性应激的神经损伤机制。

2.硫化氢的神经保护作用。

3.内质网应激的神经损伤作用。

4. SIRT1 与BDNF-TrkB的分布及作用。

5.本课题研究思路及科学假说。

第2章 材料和方法

1.主要的仪器和设备

2.试剂和药品的配制

3.实验方法

4.统计分析

第3章 结果

1.慢性束缚应激诱导小鼠海马神经元内质网应激。

2.慢性束缚应激抑制小鼠海马神经元内源性硫化氢生成。

3.硫化氢可抑制慢性束缚应激诱导的小鼠海马神经元内质网应激。

4.硫化氢可改善慢性束缚应激对小鼠海马神经元 SIRT1 表达的抑制。

5.硫化氢可改善慢性束缚应激对小鼠海马神经元 BDNF-TrkB 通路的抑制。

第4章 讨论

1.硫化氢可通过改善内质网应激从而拮抗慢性束缚应激对小鼠海马神经元的损伤。

2.硫化氢可能通过上调 SIRT1 拮抗慢性束缚应激所诱导的小鼠海马神经元的内质网应激。

3.硫化氢可能通过上调 BDNF-TrkB 通路逆转慢性束缚应激诱导的小鼠海马神经元内质网应激。

第5章 结论

参考文献

文献综述:BDNF与慢性应激的相关性研究

硕士期间发表论文

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