α-细辛醚对Fmr1小鼠跳台行为及海马Akt,GSK3β表达的影响

摘要

【研究背景】　　脆性X综合征（fragile X syndrome，FXS）是最常见的X连锁遗传性智力低下疾病之一。它的致病机制是脆性X智力低下蛋白(fragile X mental retardation protein， FMRP)表达缺失。Fmr1基因敲除小鼠（Fmr1 knockout mouse，KO鼠）是研究人类FXS的理想模型，它能模拟出类似脆性X综合征患者的表现，例如学习记忆力减退，巨睾丸，活动过度等等。α-细辛醚是中药石菖蒲(Acorus tatarinowii Schott.)挥发油提取物中的主要成分之一。临床上α-细辛醚被广泛应用于治疗高脂血症、癫痫及老年性痴呆等病症。有研究提示α-细辛醚可以改善学习记忆障碍模型大鼠的空间记忆力。　　本研究小组前期研究以FVB KO小鼠为实验对象，发现KO小鼠皮层和海马的磷酸化-丝氨酸9-糖原合成酶激酶-3β（phospho-Ser9-GSK3β，P-GSK3β）表达较野生型小鼠（wild type mouse，WT小鼠）减少。国外研究表明，P-GSK3β表达的增多可以改善KO小鼠的海马记忆。因此P-GSK3β表达受损可能是造成KO小鼠学习记忆能力下降的机制之一。既然α-细辛醚能改善空间记忆力，那它对KO小鼠学习记忆障碍的影响值得进一步探讨。　　Akt（亦称蛋白激酶B，PKB）是 GSK3β的上游分子，Akt的激活可以增加P-GSK3β的产生。同时Akt的活性也与长时程增强（long term potentiation，LTP）和记忆形成相关。目前，对于FXS海马Akt表达的变化仍存在争议。在KO小鼠海马中，GSK3β的活性与Akt活性变化的关系仍未阐明。　　【研究目的】　　本研究通过观察KO和WT小鼠在α-细辛醚处理后，学习记忆行为及海马中Akt/GSK3β的表达变化，初步探讨α-细辛醚对KO小鼠学习记忆缺陷的治疗作用及其可能的机制。　　【材料和方法】　　1.实验动物：4周龄18~22g FVB Fmr1基因敲除型纯合子（-/-）及野生型纯合子(+/+)近交系小鼠。　　2.动物基因型鉴定：采用PCR法检测实验小鼠的Fmr1基因片段。　　3.动物分组：KO及WT小鼠分别随机分成7组，分别为：空白对照组，阴性对照组（生理盐水组），α-细辛醚治疗组3mg/kg组，6mg/kg组，9mg/kg组，12 mg/kg组及24 mg/kg组。　　4.实验方法及观测指标：4周龄小鼠予连续腹腔注射生理盐水及α-细辛醚6天，第7及第8天腹腔注射30分钟后行跳台实验，第9天腹腔注射30分钟后予分离海马，并通过Western blot观察小鼠海马内P-Akt、P-GSK3β、Akt及GSK3β表达。　　5.统计方法：所有结果均用?X?S表示，用SPSS18.0统计软件分析；组间比较采用独立样本t检验；组内比较采用单因素方差分析。P＜0.05具有统计学意义。　　【实验结果】　　1.跳台实验结果：KO小鼠3mg/kg，6 mg/kg，9 mg/kg及12 mg/kg用药组的跳台潜伏期较空白对照组有明显增高（P<0.05），而在24 mg/kg组，虽然潜伏期较空白组有增加，但是无统计学意义差异（P>0.05）。KO小鼠3mg/kg及9mg/kg用药组的跳台错误次数较空白对照组有显著下降（P<0.05），其余各用药组跳台错误次数与空白组相比均有下降趋势，但无明显统计学差异（P>0.05）。WT小鼠腹腔注射生理盐水及不同剂量α-细辛醚后各组间的跳台实验的潜伏期及错误次数均无统计学差异（P>0.05）。　　2. Western blot：空白组KO小鼠与WT小鼠相比，海马P-Akt及P-GSK3β表达明显减少（P<0.05），而Akt及GSK3β的表达无统计学意义的变化（P>0.05）。KO小鼠用药后各组间 P-Akt表达变化无统计学差异（P>0.05）；仅3mg/kgα-细辛醚用药组的P-GSK3β表达明显高于空白对照组（P<0.05）；KO小鼠的Akt及GSK3β的表达在各用药组之间均无明显变化（P>0.05）。WT小鼠各用药组Akt/GSK3β表达水平与空白组相比无明显差异（P>0.05）。　　【结论】　　1．KO小鼠的海马Akt/GSK3β通路受损，这可能是导致KO小鼠学习记忆受损的原因之一。　　2．3mg/kg~12mg/kg的α-细辛醚均可改善KO小鼠的跳台行为。　　3．3mg/kgα-细辛醚可提高KO小鼠海马P-GSK3β的表达，这可能是α-细辛醚改善KO小鼠的跳台行为的机制之一。

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中英文对照与缩略词

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前言

材料与方法

1. 材料

1.1 实验动物

1.2动物分组及处理

1.3 主要试剂

1.4主要仪器

1.5主要配方

2.技术路线

3.实验方法

3.1实验动物的基因型鉴定

3.2 跳台实验

3.3 Western blot

4．统计分析

结果

1. 小鼠基因型检测结果

2. 跳台实验结果

3. Western blot结果

讨论

1.α-细辛醚与学习记忆

2. KO小鼠的Akt/GSK3β信号通路

3.α-细辛醚与P-Akt，P-GSK3β表达

4.小结

结论

参考文献

综述:α-细辛醚对Akt的影响

附录

致谢

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