脑缺血所致的学习记忆损害是临床常见的功能障碍。研究已经证实了电针(EA)可以改善脑缺血后学习记忆功能,我们已经发现EA能上调缺血侧海马CREB和皮层BDNF的表达和改善缺血后学习记忆功能。结合PKA-CREB信号通路在突触可塑性和学习记忆保护中的重要作用,我们提出理论假设EA可激活PKA-CREB信号通路,转录并调节位于其下游的即刻早期基因和BDNF、Syn等因子的表达,一方面抗凋亡和促进神经再生;另一方面在CREB与BDNF的共同作用下,调控miR-132的表达而抑制p250GAP蛋白以改善海马神经元的结构,从而共同保护海马神经功能,促进学习记忆功能恢复。本研究首先证实EA可以改善学习记忆功能并增强PKA-CREB信号通路;进一步探讨BDNF 、Syn、miR-132等关键因子的表达变化规律;最后运用抑制剂来验证理论假设的科学性,试图从全新的视角揭示EA治疗的理论依据。
cerebral hypoperfusion;learning and memory;electroacupuncture;CREB signaling pathway;
目的探讨电针(EA)改善脑缺血后学习记忆功能障碍的可能作用机制。方法采用结扎双侧颈总动脉的方法制备大鼠脑缺血模型,选取督脉经穴“百会”、“大椎”,给予EA 治疗。(1)观察治疗后海马突触超微结构的改变,CA1区锥体神经元树突棘密度,电生理检测海马LTP 的变化,Morris 水迷宫评价动物的学习记忆功能;(2)观察治疗后pCREB、 BDNF、 突触前膜蛋白SYP、突触后膜蛋白PSD95、 BrdU和Nestin的表达;(3)尼氏染色评定海马神经存活,TUNEL 法检测海马神经元凋亡,检测海马Bcl-2、Bax 蛋白含量;(4)检测miR-132 和p250GAP蛋白在海马中的表达,分析海马神经元的结构变化;(5)运用抑制剂H89侧脑室注射阻断PKA-CREB 信号通路后,研究pCREB及以上各种因子表达变化规律、海马LTP 的变化和学习记忆功能的变化规律,从而证实EA 治疗脑缺血后学习记忆功能障碍的信号传导通路。结果结扎双侧颈总动脉的方法制备大鼠脑缺血模型后给予EA治疗可以(1)改善海马突触超微结构,增加CA1区锥体神经元树突棘密度,促进海马LTP,并提高大鼠的学习记忆功能。侧脑室注射H89阻断PKA-CREB 信号通路后,上述EA的作用被阻断;(2)EA能促进 pCREB、 BDNF、 SYP和PSD95蛋白的表达,侧脑室注射H89后,上述蛋白的表达被抑制。但是EA对海马SGZ区BrdU和Nestin的表达无明显影响;(3)EA能增加海马神经细胞的存活,减少凋亡,侧脑室注射H89阻断PKA-CREB 信号通路后,上述EA的作用被阻断;(4)EA能促进海马miR132表达,抑制P250GAP蛋白的表达,阻断PKA-CREB 信号通路后,电针的作用被阻断。结论(1)EA “百会”、“大椎”能改善脑缺血后海马神经元的结构和功能,抗凋亡,促进海马LTP,从而提高大鼠的学习记忆功能;(2)EA “百会”、“大椎” 穴改善大鼠的学习记忆功能的机制之一是通过激活PKA-CREB 信号通路来实现的。本研究为临床电针改善脑缺血后学习记忆功能障碍提供了科学依据。