硫化氢上调Sirt1改善睡眠剥夺后认知功能障碍：涉及拮抗海马损伤

发布时间：2017-06-13 11:06

  本文关键词：硫化氢上调Sirt1改善睡眠剥夺后认知功能障碍：涉及拮抗海马损伤，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：【研究背景与目的】睡眠剥夺(Sleep deprivation,SD)可对认知功能造成严重伤害,究其如何防治具有重要意义。海马作为大脑边缘系统中的关键组成部分,是参与学习记忆调节的重要中枢,海马损伤是认知功能障碍发生的关键环节。沉默信息调节因子1(Silence signal regulatingfactor 1,Sirt1),作为Sirtuins家庭中的一员,在海马中高度表达,不仅对海马损伤具有重要的保护作用,还对突触可塑性及学习记忆起重要调节作用。硫化氢(Hydrogen sulfide,H2S)作为一种新型的神经调质,具有确切的神经保护作用和学习记忆调节功能,且我们已发现H2S具有上调神经细胞Sirt1表达的作用。据此,我们提出了“H2S可通过上调Sirt1发挥抗SD后认知障碍,其机制涉及拮抗海马损伤”的工作假设。为此,本实验采用改良多平台法(modified multiple platform method,MMPM)建立SD的动物模型,探讨H2S对SD后认知功能障碍拮抗作用及其机制。【方法】雄性Wistar大鼠连续SD 72 h(采用MMPM法)建立SD动物模型;Y迷宫、新物体识别和Morris水迷宫试验评价大鼠认知功能;HE染色观察海马CA3区细胞排列情况及细胞形态;Tunel染色检测海马区神经细胞凋亡;NNDPD(N,N-dimethyl-p-phenylenediamine sulphate)法检测海马内h2s生成水平;westernblotting检测海马组织中胱硫醚-β-合成酶(cystathionine-bata-synthase,cbs)、3-巯基丙酮酸转移酶(3-mercaptopyruvatesulphurtransferase,3-mst)、sirt1、bcl-2及bax蛋白的表达;elisa法测试大鼠海马组织中caspase-3的含量。【结果】1.睡眠剥夺(sd)导致大鼠认知功能障碍。wistar大鼠予连续sd72h后行认知相关行为学检查,结果显示,sd大鼠y迷宫交替正确率下降、新物体识别指数降低、水迷宫实验获得性训练期第五天找到平台的潜伏期延长、水迷宫空间探查实验穿过原平台次数、目标象限时间比和中环时间比下降。上述结果表明,sd可导致大鼠认知功能障碍。2.sd导致大鼠海马损伤。72h-sd可导致大鼠海马ca3区神经细胞数量明显减少且呈排列疏散无序、凋亡细胞数目明显增加,并可致海马内caspase-3活性增强、bcl-2表达减低和bax表达增加。上述结果表明,sd可诱导大鼠海马损伤。3.sd导致大鼠海马内源性h2s生成能力下降。72h-sd可导致大鼠海马内h2s生成酶cbs、3-mst的表达及h2s的生成减少。上述结果表明,sd可降低大鼠海马内h2s的生成。4.h2s可改善睡眠剥夺(sd)大鼠的认知功能。大鼠给予nahs(30和100μmol/kg,ip)预处理7d后,再与sd共同处理72h,行认知相关行为学检查,发现nahs(30和100μmol/kg)可增加sd大鼠的y迷宫交替正确率、提高sd大鼠的新物体识别指数、缩短morris水迷宫获得性训练期第五天sd大鼠找到平台的潜伏期、增加sd大鼠穿过原平台的次数、在目标象限时间比及中环游泳时间比。上述结果表明,h2s对sd诱导的认知功能障碍具有改善作用。5.h2s可减轻睡眠剥夺(sd)大鼠的海马损伤。大鼠给予nahs(30和100μmol/kg,ip)预处理7d后,再与sd共同处理72h后,分离海马组织,行相关生物学指标检查,发现nahs(30和100μmol/kg)可改善sd大鼠海马神经细胞数量减少及排列紊乱的现象、减少sd大鼠海马ca3区神经细胞的凋亡、降低sd大鼠海马内caspase-3的活性、增加sd大鼠海马内bcl-2的表达及降低bax的表达。上述结果提示,h2s可减轻sd诱导的大鼠海马损伤。6.h2s可上调睡眠剥夺(sd)大鼠海马内sirt1的表达。72h-sd可降低大鼠海马内sirt1的表达,nahs(30和100μmol/kg)可增加sd大鼠海马内sirt1的表达,提示h2s可上调sd大鼠海马内sirt1的表达。7.sirtinol(sirt1抑制剂)逆转h2s对睡眠剥夺(sd)大鼠认知功能的改善作用。大鼠给予nahs(30和100μmol/kg,ip)预处理7d后,再同时给予72h-sd及sirtinol(10nmol/d,icv,for3d),行认知相关行为学检查,结果显示,sirtinol(10nmol)可逆转h2s对sd大鼠y迷宫交替正确率的提高作用、新物体识别指数的增加作用、morris水迷宫获得性训练期第五天找到平台的潜伏期的缩短作用、水迷宫空间探查实验穿过原平台次数、在目标象限时间比及中环游泳时间比的增加作用。上述结果提示,抑制sirt1可逆转h2s对sd大鼠认知功能的改善作用。8.Sirtinol逆转H2S对睡眠剥夺(SD)大鼠海马损伤的拮抗作用。Sirtinol(10 nmol)可抑制H2S对SD大鼠海马CA3区神经细胞数量减少、排列紊乱及凋亡细胞数目增加的拮抗作用,并可克服H2S对SD大鼠海马内Caspase-3活性的增加作用、Bcl-2表达的增加作用及Bax表达的减少作用。上述结果提示,抑制Sirt1可逆转H2S对SD大鼠海马损伤的改善作用。【结论】1.H2S可改善SD诱导的认知功能障碍及海马损伤;2.H2S可通过上调海马Sirt1的表达改善SD诱导的认知功能障碍:涉及到减轻海马损伤。
【关键词】：硫化氢 睡眠剥夺 认知功能障碍 沉默信息调节因子1 海马损伤
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R740
【目录】：

• 摘要4-8
• Abstract8-12
• 缩略词12-15
• 第一章 前言15-19
• 1. 睡眠剥夺对认知功能的影响。15-16
• 2. H_2S：一种具有神经保护功能及学习记忆调节作用的气体信号分子，可否用于防治睡眠剥夺后认知功能障碍？16-17
• 3. 沉默信息调节因子 1（Sirt1）：具有神经保护作用及学习记忆调节功能的细胞信号分子，是否介导H_2S发挥抗SD后认知障碍效应？17-18
• 本课题的研究问题和研究思路18-19
• 第二章 材料与方法19-27
• 1. 试剂和仪器19-21
• 2. 药品与试剂的配制21
• 3. 实验方法21-27
• 第三章 结果27-47
• 1. 睡眠剥夺 (SD) 导致大鼠认知功能障碍27-30
• 2. 睡眠剥夺 (SD) 导致大鼠海马损伤30-32
• 3. 睡眠剥夺 (SD) 导致大鼠海马内源性H_2S生成能力下降32-33
• 4. H_2S可改善睡眠剥夺 (SD) 大鼠的认知功能33-37
• 5. H_2S可减轻睡眠剥夺 (SD) 大鼠的海马损伤37-39
• 6. H_2S可上调睡眠剥夺 (SD) 大鼠海马内Sirt1的表达39-40
• 7. Sirt1介导了H_2S对睡眠剥夺（SD）大鼠认知功能的改善作用。40-44
• 8. Sirt1介导了H_2S对睡眠剥夺（SD）大鼠海马损伤的保护作用44-47
• 第四章 讨论47-53
• 1.SD (sleep deprivation) 导致大鼠认知功能障碍及海马损伤47-49
• 2. H_2S可拮抗SD诱导的认知功能障碍及海马损伤49-50
• 3. Sirt1介导了H_2S对SD (sleep deprivation) 大鼠认知功能的改善作用50-53
• 第五章 结论53-55
• 参考文献55-65
• 文献综述 硫化氢介导的巯基化在神经系统内的保护作用65-71
• 参考文献68-71
• 硕士期间发表的论文71-72
• 附件72-73
• 致谢73

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