慢性脑低灌注可诱导神经细胞变性,是导致患者认知功能障碍和社会行为能力低下的重要因素,可见于脑动静脉畸形、动脉粥样硬化等多种脑血管病的病理发生过程中,临床上尚缺乏有效的干预措施。本项目通过建立一种改良的非梗塞型慢性脑低灌注动物模型,基于具有神经保护作用的大麻素受体内源性配基N-花生四烯乙醇胺(AEA)结构特点,设计将硬脂酸与一些内源性小分子氨基酸或氨基酸衍生物结合,转变为硬脂酰胺,体外实验筛选具有神经保护活性的化合物(AEA类似物)。本项目拟以整体动物为研究对象,联合应用神经组织学、神经电生理学、分子生物学等技术手段,考察自主合成的AEA类似物对慢性脑低灌注动物认知功能的保护作用及其相关机制,将内源性神经保护剂(AEA类似物)和内源性功能调节系统(泛素-蛋白酶体系统)有机结合起来,可望能为变性神经元损伤修复和神经功能重建提供新的研究方向,具有积极的理论意义和应用价值。
chronic cerebral hypoperfusion;NSTyr;cognitive function;annabinoid;animal model
本研究基于大麻素受体内源性配基N-花生四烯酰乙醇胺(AEA)的活性化学结构成份,考察自主合成AEA类似物硬脂酰酪氨酸(NSTyr)对慢性脑低灌注(CCH)大鼠认知功能的保护作用。本研究包括四个部分(1)NSTyr对慢性脑低灌注大鼠认知功能的影响;(2)NSTyr对慢性脑低灌注大鼠海马突触可塑性的影响;(3)NSTyr对慢性脑低灌注大鼠海马泛素-蛋白酶体系统(UPS)的影响;(4)NSTyr对慢性脑低灌注大鼠海马信号传导的影响。实验分为假手术对照组、模型组和模型给药组,采用水迷宫实验和长时程增强(LTP)评价各组动物的认知功能;采用HE和Fluoro-Jade B染色观察各组动物海马神经组织学变化;采用免疫组化和Western blot等方法观察各组动物海马组织中突触可塑性变化;采用乙醇磷钨酸(EPTA)电镜、免疫电镜、免疫组化、Western blot和蛋白酶体活性检测等方法考察各组动物海马UPS变化;采用Western blot和亚细胞分离方法观察各组动物海马信号传导和CB1受体表达变化。结果发现CCH可导致大鼠认知功能障碍,海马CA1区存活神经元数量较假手术对照组动物明显减少,变性神经元数量较假手术对照组动物明显增多,NSTyr可改善CCH大鼠的认知功能,NSTyr作用后海马CA1区神经元数量较模型组动物明显增多,变性神经元数量较模型组动脉明显减少。CCH可诱导大鼠海马组织中MAP-2和synaptophysin表达水平较假手术对照组动物明显减少,而各组动物之间GAP-43表达水平无明显变化,NSTyr作用后MAP-2和synaptophysin表达水平较模型组动物明显升高。CCH可导致大鼠海马CA1区神经元内泛素化蛋白聚集,海马组织中蛋白酶体活性较假手术对照组动物明显降低,而NSTyr可内源性调节UPS功能。与假手术对照组动物相比,CCH动物海马组织和突触后致密物(PSD)中磷酸化细胞外信号调节激酶(ERK)表达水平明显降低,海马组织中钙调素依赖蛋白激酶II(CaMKII)和p-CaMKII以及PSD中CaMKII表达均明显降低,CB1受体表达水平明显下调,而NSTyr可逆转ERK和CaMKII以及CB1的表达水平。本研究结果表明NSTyr可能通过内源性调节UPS和内源性大麻素系统(ECS)而发挥神经保护作用。