IGF-1对睡眠剥夺模型小鼠认知功能的影响及海马IGF-1/PI3K/Akt信号通路的调节作用

摘要

目的 探讨胰岛素样生长因子1（insulin-like growth factor-1,IGF-1）对睡眠剥夺模型小鼠认知功能的影响和可能的作用机制。方法 将C57BL/6J小鼠（8周龄大小）随机分为4组（每组6只）：正常对照组（CC组）、REM期睡眠剥夺5 d组（SD组）、REM期睡眠剥夺5 d＋腹腔注射IGF-1组（SD＋IGF-1组）、REM期睡眠剥夺5 d＋腹腔注射PBS组（SD＋PBS组）。采用Morris水迷宫对小鼠进行认知功能测试,利用Elisa法测定小鼠海马组织IGF-1蛋白含量,利用RT-qPCR测定小鼠海马组织TNF-α、IL-1β、IL-6 mRNA表达量；利用Western blot检测各组小鼠海马组织p-Akt、Akt、p-GSK3β、GSK3β、Bcl-2、Caspase-9蛋白表达量。结果 SD组小鼠处于目标象限时间、穿越平台次数[（11.87±1.67）s,（12.50±5.54）次]低于CC组[（19.40±1.75）s,（22.17±8.21）次],差异有统计学意义（t＝8.71,2.26,均P＆0.05）；SD＋IGF-1组小鼠处于目标象限时间、穿越平台次数[（18.11±1.12）s,（21.83±10.26）次]高于SD＋PBS组[（10.60±1.36）s,（11.50±3.94）次],差异有统计学意义（t＝8.69,2.42,均P＆0.05）。SD组小鼠海马组织IGF-1蛋白表达量[（579.38±55.95）pg/mg]较CC组[（729.13±79.46）pg/mg]降低,差异有统计学意义（t＝3.83,P＝0.001）；SD＋IGF-1组小鼠海马组织IGF-1蛋白表达量[（665.50±55.21）pg/mg]高于SD＋PBS组[（563.40±76.33）pg/mg],差异有统计学意义（t＝2.61,P＝0.017）。SD组小鼠海马组织p-GSK3β蛋白表达（1.51±0.02）较CC组（1.47±0.03）升高,p-Akt蛋白表达（0.92±0.04）较CC组（1.18±0.05）降低,差异具有统计学意义（t＝3.07,t＝10.85,均P＆0.05）,SD组小鼠海马组织Caspase-9表达（0.65±0.03）较CC组（0.60±0.02）升高,Bcl-2表达（0.93±0.03）较CC组（1.00±0.04）降低,差异具有统计学意义（t＝3.65,3.98,P＆0.05）；SD＋IGF-1组小鼠海马组织p-GSK3β与p-Akt蛋白表达[（1.57±0.03）,（1.20±0.04）]较SD＋PBS组[（1.51±0.03）,（0.92±0.05）]升高,差异具有统计学意义（t＝3.98,11.49,均P＆0.05）,SD＋IGF-1组小鼠海马组织Caspase-9表达（0.60±0.03）较SD＋PBS组（0.67±0.02）降低,SD＋IGF-1组小鼠海马组织Bcl-2表达（1.00±0.03）较SD＋PBS组（0.93±0.02）升高,差异具有统计学意义（t＝5.19,3.83,均P＆0.05）。SD组小鼠海马组织TNF-α、IL-1β、IL-6 mRNA表达水平[（3.36±0.67）,（2.00±0.40）,（4.63±0.72）]较CC组升高,差异有统计学意义（t＝8.58,6.15,12.37,均P＆0.05）；SD＋IGF-1组小鼠海马组织TNF-α、IL-1β、IL-6 mRNA表达[（1.21±0.25）,（1.08±0.33）,（0.98±0.47）]较SD＋PBS组[（3.86±0.79）,（2.11±0.30）,（4.43±0.67）]降低,均差异有统计学意义（t＝7.81,5.76,10.39,均P＆0.05）。结论 小鼠REM睡眠剥夺后认知功能下降,而腹腔注射补充IGF-1后认知功能改善,这可能与IGF-1激活PI3K/Akt信号通路,降低凋亡相关信号转导和炎性因子表达有关。