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针刺可提高SAMP8小鼠中Hsp84/86的表达并延缓脑衰老
来源:针灸最前沿 2019-10-11 [科技] [中国中医药]
针刺可提高SAMP8小鼠中Hsp84/86的表达并延缓脑衰老 Shichen Chang, Xuanyang Guo, Guomin Li, Xuezhu Zhang,Jing Li, Yujie Jia and Kun Nie| AcupunctureIN MEDICINE(IF=2.637)

摘要

目的:研究针刺对阿尔茨海默病快速老化小鼠模型(SAMP8)中热休克蛋白(Hsp)84和86的表达以及对脑衰老的影响。

方法:将7个月大的雄性和SAMP8小鼠和同品系正常老化小鼠(SAMR1)随机分组,每组15只:SAMR1对照组(Rc),SAMP8对照组(Pc),SAMP8针刺组(Pa),SAMP8假针灸组(Psa)。Pa组每天接受一次针灸治疗(膻中、中脘、气海、血海、足三里,每个部位30秒),持续15天。分别通过紧绳实验和水迷宫实验评估小鼠的神经肌肉协调和认知功能。测量海马CA1,CA3和齿状回(DG)区域中的神经元数量。检测海马中氧化应激和蛋白质羰基化水平,Hsp84和Hsp86的mRNA和蛋白表达水平。

结果:与Rc组相比,Pc小鼠的紧绳实验成功率较低,认知能力受损,神经元数量下降,超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)含量降低,水平提高超氧阴离子和蛋白羰基的表达降低,Hsp84和Hsp86的mRNA和蛋白水平降低(均P <0.05)。针刺治疗后,紧绳实验的成功率提高,认知功能得到改善,神经元数量增加,SOD和GSH-Px含量增加,超氧阴离子和羰基蛋白含量降低,Hsp84和Hsp86 mRNA和与Pc和Psa组相比,Pa小鼠的蛋白表达增加(所有P <0.05)。

结论: 针刺可通过减少氧化蛋白损伤并促进Hsp84和Hsp86表达来延缓SAMP8小鼠的大脑衰老。

介绍

阿尔茨海默病(AD)是衰老相关疾病。细胞衰老是机体衰老的基本单位。随着衰老,细胞内增高的氧化应激水平导致蛋白质损伤逐渐增加。同时衰老后生物大分子损伤与修复功能之间出现失衡,变性蛋白在细胞内异常堆积,促使衰老细胞功能进一步衰退。β淀粉样蛋白(amyloidβ-protein,Aβ)沉积形成的老年斑和Tau蛋白过度磷酸化形成的神经纤维原缠结是AD的两大主要病理特征,两者的出现均与蛋白质被异常修饰后出现构象改变、发生错误折叠有关。

 

热休克蛋白(Hsps)是一类分子伴侣蛋白,为细胞内蛋白质质量控制所必需。其中Hsp90能促进应激反应下产生的变性蛋白再次折叠以恢复正常构象,防止变性蛋白积聚从而对细胞存活起保护作用。Hsp90广泛参与多种细胞生命活动,有促进细胞增殖、抑制细胞衰老或凋亡的作用,其最主要的两种亚型在人类细胞内分别是Hsp90α和Hsp90β;在小鼠细胞内则对应为Hsp86和Hsp84。

快速老化鼠SAMP8 (senescence accelerated mouse strain 8)是由日本引进的快速老化痴呆小鼠,随增龄出现Aβ沉积、神经元丢失等病理改变并伴有明显的学习记忆障碍,因此被作为脑衰老或AD模型广泛使用。

紧绳实验评价动物神经肌肉协调性。将细绳(长60mm,直径2mm)在两个木柱间绷紧,细绳高于地面20cm。提尾将小鼠提高于绳子,再慢慢降低使其前爪抓住绳子中央,当小鼠身体低于绳子后放开。将60s内到达柱子视为成绩合格,记录每组小鼠的合格率。针刺治疗结束后立即进行紧绳试验,每只小鼠每天测试3次,连续进行2天。

Morris水迷宫实验是一种强迫实验动物(大鼠、小鼠)游泳,学习寻找隐藏在水中平台的一种实验,主要用于测试实验动物对空间位置觉和方向觉(空间定位)的学习记忆能力。虽然老鼠是天生的游泳健将,但是它们却厌恶处于水中的状态,同时游泳对于老鼠来说是十分消耗体力的活动,他们会本能的寻找水中的休息场所。寻找休息场所的行为涉及到一个复杂的记忆过程,包括收集与空间定位有关的视觉信息,再对这些信息进行处理、整理、记忆、加固、然后再取出,目的是能成功的航行并且找到隐藏在水中的站台,最终从水中逃脱。

Figure 1

图1.小鼠在Morris水迷宫实验中的表现。

(a)逃脱时间

(b)游泳速度。

(c)交叉点的数量。

(d)到达第一交叉的时间。

(e)在中环上花费的时间百分比。

所有数据均表示为平均值±标准差。

 

Figure 2

图2.海马CA1,CA3和DG区的神经元数量。

依次向小鼠灌注0.01M磷酸盐缓冲液和4%多聚甲醛,解剖大脑,在4%多聚甲醛中固定4小时后在4°C的30%蔗糖溶液中浸泡过夜。切下穿过海马体的冷冻冠状切片(40μm),并用0.05%的甲苯胺蓝溶液对每四个切片进行一系列染色。使用光学分馏方法测量海马CA1,CA3和DG区域中神经元的总数。以4倍和40倍物镜观察并记录图像。

所有数据均表示为平均值±SD。

 

Figure 3

图3.小鼠海马中Hsp84和Hsp86 mRNA和蛋白的表达水平。 

从海马组织中提取总RNA,并逆转录为cDNA。 

将该cDNA用作RT-qPCR反应的模板,使用2-△△CT法计算Hsp84和Hsp86的相对mRNA表达水平。

从海马组织中提取总蛋白,用10%SDS-PAGE分离,转移到PVDF膜上,与Hsp84和Hsp86抗体反应,然后用成像系统进行分析。

所有数据均表示为平均值±SD。

 

总结

SAMP8小鼠中氧化蛋白损伤的增加以及Hsp84和Hsp86表达水平的降低可能是变性蛋白积聚和脑衰老的部分原因。 

针刺可以通过调节这种AD小鼠模型中Hsp84和Hsp86的表达而治疗脑衰老。

 

文献来源:

Shichen Chang, et al. 

Acupuncture promotes expression of Hsp84/86 and delays brain ageing in SAMP8 mice.

Acupuncture in Medicine, 

20190815, 1–8. PMID: 31412703

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