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.2018 NOV;18(5):4259~4270。
DOI:1038 92/MMR.20189453。 EPUB 2018 9月4日。

BACE1基因沉默通过激活PI3K/Akt信号通路减轻异氟醚麻醉对幼年大鼠认知功能障碍的影响

附属
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BACE1基因沉默通过激活PI3K/Akt信号通路减轻异氟醚麻醉对幼年大鼠认知功能障碍的影响

王迎宾等。 国防部代表. .
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摘要

术后认知功能障碍(POCD)是一种严重的并发症,其特征是麻醉和手术后的认知功能障碍。本研究旨在通过磷脂酰肌醇3激酶(PI3K)/蛋白kinase B(Akt)信号通路,研究β淀粉样前体蛋白裂解酶1(BAE1)基因沉默对异氟醚麻醉诱导的幼年大鼠POCD的影响。建立大鼠模型,转染BACE1小干扰RNA和Westman(PI3K抑制剂)。进行血气分析,并进行一系列行为实验,评价大鼠的认知功能、学习能力和运动能力。采用逆转录-定量聚合酶链反应和Western blot方法检测相关基因的mRNA和蛋白表达。用酶联免疫吸附试验(ELISA)检测淀粉样前体蛋白(APP)和淀粉样ββ(Aβ)的炎症指标和含量。端粒酶脱氧核糖核酸终末标记染色观察海马CA1区细胞凋亡。初步发现,BACE1基因沉默使大鼠的停滞时间增加,从第四天到第六天,逃避潜伏期和游泳距离明显缩短,第一次通过目标区域的时间缩短了。BAE1基因沉默增加了靶区的通过时间,表明BAE1基因沉默增强了大鼠的空间记忆能力。此外,还发现沉默BACE1能改善异氟醚麻醉诱导幼鼠的病理状态,减轻海马组织的炎症反应和APP和Aβ的水平。此外,提示沉默BACE1可能促进PI3K/Akt信号通路的激活,从而抑制海马CA1区的凋亡。综上所述,BACE1基因沉默可能通过激活PI3K/Akt信号通路,抑制APP产生的Aβ,从而改善异氟醚麻醉诱导的幼年大鼠POCD。

数据

图1。
图1。
机动性和站立动作。结果表明,大鼠的运动和站立活动无显著性差异。(a)六组大鼠的机车动作次数。(b)六组大鼠站立动作次数。NC、阴性对照、SI-、小干扰RNA、BACE1、β位点淀粉样前体蛋白裂解酶1。
图2。
图2。
恐惧条件测试。结果表明,BAE1的沉默增加了停滞时间的百分比。(a)沉默BACE1增加了六组中情境恐惧调节的停滞时间的百分比。(b)线索化恐惧条件试验各组的停滞时间百分比无显著性差异。*P<0.05与对照组比较;γP<0.05与模型组比较;$P<0.05与Si-BACE1+渥曼青霉素组比较。NC、阴性对照、SI-、小干扰RNA、BACE1、β位点淀粉样前体蛋白裂解酶1。
图3。
图3。
BACE1沉默通过Morris水迷宫实验增强大鼠的空间记忆能力。(a)通过沉默BACE1,从第四天到第六天,逃逸潜伏期和(b)游泳距离显著减小。(c)大鼠首次通过目标区域的时间缩短,并且(d)通过沉默BACE1而增加目标区域的通过时间。(e)Morris水迷宫试验。*P<0.05与对照组比较;γP<0.05与模型组比较;$P<0.05与Si-BACE1+渥曼青霉素组比较。NC、阴性对照、SI-、小干扰RNA、BACE1、β位点淀粉样前体蛋白裂解酶1。
图4。
图4。
BAE1的mRNA和蛋白表达在渥曼青霉素组中最高。(a)逆转录-聚合酶链反应后,Westman组中BACE1mRNA的表达量最大。(b)Western blot分析表明,BAE1蛋白在渥曼青霉素组中的表达最高,(c)。*P<0.05与对照组比较;γP<0.05与模型组比较;$P<0.05与Si-BACE1+渥曼青霉素组比较。NC、阴性对照、SI-、小干扰RNA、BACE1、β位点淀粉样前体蛋白裂解酶1。
图5。
图5。
沉默BACE1改善异氟醚麻醉诱导的幼年大鼠的病理状态(放大倍数×200;刻度条,50μm)。NC、阴性对照、SI-、小干扰RNA、BACE1、β位点淀粉样前体蛋白裂解酶1。
图6。
图6。
BACE1基因沉默激活PI3K/Akt信号通路。(a)逆转录-聚合酶链反应后caspase-3 mRNA表达减少,PI3K和Akt增加。(b)Caspase-3的蛋白表达减少,PI3K和Akt的表达通过沉默BACE1而增加,(c)通过Western blot分析确定。*P<0.05与对照组比较;γP<0.05与模型组比较;$P<0.05与Si-BACE1+渥曼青霉素组比较。NC,阴性对照;SI-,小干扰RNA;BACE1,β位点淀粉样前体蛋白裂解酶1;PI3K,磷脂酰肌醇-3激酶;Akt,蛋白激酶B;P,磷酸化。
图7。
图7。
沉默BACE1促进PI3K/Akt信号通路的激活,从而抑制TUNEL染色诱导海马CA1区细胞凋亡。(a)六组大鼠海马CA1区TUNEL染色阳性率;黑箭头表示凋亡细胞(放大倍数×200;鳞片棒,50μm)。(b)六组海马CA1区细胞凋亡率。*P<0.05与对照组比较;γP<0.05与模型组比较;$P<0.05与Si-BACE1+渥曼青霉素组比较。NC、阴性对照、SI-、小干扰RNA、BACE1、β位点淀粉样前体蛋白裂解酶1、PI3K、磷脂酰肌醇-3激酶、Akt、蛋白激酶B、TUNEL、末端脱氧核苷酸转移酶DUTP缺口末端标记。

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