通过考察运动、认知功能、脑内CaMKⅡ/Smad和TGF-β1/Smad信号通路评价小檗碱对亨廷顿氏症小鼠的作用

摘要

目的小檗碱是从小檗科植物的根和茎提取出的异喹啉类生物碱,在外周具有抑制CaMKⅡ/Smad和TGF-β1/Smad通路的作用。有研究发现,亨廷顿病(HD)患者和亨廷顿病转基因小鼠脑内CaMK和TGF-β1表达水平均显著提高。因此,我们提出假设,小檗碱可能通过抑制CaMKⅡ/Smad和TGF-β1/Smad通路缓解亨廷顿氏症转基因小鼠的运动和认知障碍。方法我们选用R6/1转基因小鼠,从10周龄开始灌胃给予小檗碱50 mg·kg-1,直到20周龄,给药期间进行转棒实验和抓力测试;20周龄开始进行新物体辨别和Y迷宫测试。选用C57BL/6J小鼠,连续10 d灌胃给予小檗碱10和50 mg·kg-1,此后腹腔注射3-NP模拟纹状体损伤模型。采用Western蛋白印迹、免疫组化和PCR等方法检测CaMKⅡ/Smad、TGF-β1/Smad通路和神经细胞相关蛋白。结果小檗碱可以改善R6/1转基因小鼠神经功能评分和运动功能障碍,但对认知障碍作用不显著。小檗碱显著降低了R6/1转基因小鼠纹状体m HTT的蛋白表达,但是对m RNA水平没有影响。小檗碱显著降低大脑皮质p-CaMKⅡ和p-Smad2/3的蛋白表达及TGF-β1含量,但是对TGF-β2和TGF-β3含量没有明显影响。在腹腔注射3-NP模型中,小檗碱显著降低了纹状体p-CaMKⅡ和p-Smad2/3的蛋白表达及TGF-β1含量,但是对TGF-β2和TGF-β3含量没有明显影响。此外,小檗碱还提高了GABA能神经元(GAD67)、胆碱能神经元(Ch AT)和多巴胺能神经元(TH)的数量。重组TGF-β1蛋白和TGF-β1激动剂SRI-011381可以部分中和小檗碱对抗3-NP神经细胞毒性作用,但不能阻断小檗碱对p-CaMKII的抑制作用,说明本实验条件下CaMKⅡ和TGF-β1是彼此独立的。结论小檗碱可能具有防治亨廷顿氏症的潜力。