敲低mGluR5通过激活PI3K/AKT信号通路减轻阿尔茨海默病相关病变

摘要

目的:探讨敲低代谢型谷氨酸受体5(metabotropic gultamate receptor 5,mGluR5)对6月龄5xFAD小鼠β-淀粉样蛋白(amyloidβ-protein,Aβ)病变、突触结构和神经炎症的影响及其潜在机制。方法:选取2、6和12月龄的野生型(wild-type,WT)和5xFAD小鼠,用Western blot检测不同阶段小鼠海马组织中mGluR5蛋白的表达情况。取6月龄的WT、5xFAD、mGluR5^(+/-)和5xFAD/mGluR5^(+/-)小鼠脑组织,免疫荧光染色检测Aβ斑块的聚集,Western blot检测海马组织中淀粉样前体蛋白(amyloid precursor protein,APP)和p-APP蛋白水平,海马组织透射电子显微镜观察突触的超微结构,Western blot检测海马组织中突触蛋白、炎症因子和mGluR5下游磷脂酰肌醇3-激酶(phosphati⁃dylinositol 3-kinase,PI3K)/AKT信号通路相关蛋白的表达。结果:(1)随着月龄的增加,5xFAD小鼠海马组织中mGluR5的表达显著增加(P<0.01);(2)敲低mGluR5减少了5xFAD小鼠海马区Aβ斑块,降低了APP和p-APP蛋白水平(P<0.05);(3)敲低mGluR5减轻了5xFAD小鼠海马的突触结构损伤,5xFAD/mGluR5^(+/-)小鼠突触前标志物突触小泡蛋白(synaptophysin,SYP)和突触后标志物突触后致密蛋白95(postsynaptic density protein 95,PSD95)表达显著高于5xFAD小鼠(P<0.05),而树突标志物微管相关蛋白2(microtubule-associated protein 2,MAP2)和神经元标志物神经元核抗原(neuronal nuclear antigen,NeuN)表达无显著差异;(4)敲低mGluR5可降低5xFAD小鼠的神经炎症反应,减少炎症因子的释放;(5)5xFAD小鼠敲低mGluR5可通过激活PI3K/AKT信号通路发挥神经保护作用,还通过抑制糖原合成酶激酶3β(glycogen synthetase kinase-3β,GSK-3β)/κB抑制因子激酶(inhibitor ofκB kinase,IKK)/核因子κB(nuclear factor-κB,NF-κB)炎症信号通路减轻神经炎症反应。结论:敲低mGluR5可以减轻6月龄5xFAD小鼠的Aβ病变、突触结构损伤和神经炎症,其机制可能与PI3K/AKT及其下游GSK-3β/IKK/NF-κB信号通路有关。