雄激素对小鼠海马突触蛋白表达的调节及其机制的初步研究

发布时间：2017-08-25 12:22

  本文关键词：雄激素对小鼠海马突触蛋白表达的调节及其机制的初步研究

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【摘要】：阿尔兹海默病(Alzheimer’s disease,AD),又被称做老年痴呆,是一种中枢神经系统变性病,起病隐匿,病程呈慢性进行性。目前,全球AD患者人数已近2000万,且患病人数仍然在增加。我国65岁以上老人发病率为5%,75岁以上老人发病率为10%,85岁以上发病率达到20%。主要表现为一系列的神经精神症状如渐进性认知功能和记忆障碍、人格和行为改变以及语言障碍等,是当今老龄化社会极难解决的医学难题之一。虽然近年在其治疗方面有一定的突破,但对正在饱受煎熬的老年痴呆症患者来说,宛如杯水车薪,并没有实际上的改变。这不仅给家庭和社会带来沉重的经济和精神负担,对家庭护理和临床护理工作也带来严峻的挑战。已有研究证明认知功能的下降与雄激素水平降低有关,其调节脑结构与功能有两种方式,一种是通过雄激素受体的直接作用方式,二是在芳香化酶催化下转化为雌激素(内源性雌激素)进而通过雌激素受体(核受体ERα,ERβ和膜性受体GPR30)的间接方式。我们前期的研究发现向雄性小鼠腹腔注射芳香化酶抑制剂LET抑制芳香化酶的活性可诱导突触蛋白的表达下降与学习记忆行为的显著改变,而卵巢切除仅可导致突触蛋白的轻微下调但是并无学习记忆行为的显著改变,提示雄激素的内源性雌激素作用途径可能在调节突触可塑性尤其是影响学习记忆方面发挥了主要作用,但是其具体的调节途径犹未可知,雄激素对海马突触可塑性的调节究竟涉及到哪一种或哪几种受体尚不清楚。已有研究表明雄激素等神经类固醇激素可通过其核受体影响神经系统的结构和功能。核受体调节靶基因转录则需类固醇受体辅助活化因子-1(steroid receptor coactivator-1,SRC-1)等辅助活化因子的参与。SRC-1能以配体依赖方式显著增强多种核受体的转录活性,抑制脑内SRC-1的表达则可导致脑发育、行为和生理性改变等。在中枢神经系统中类固醇激素作用的重要功能区域是海马,SRC-1在小鼠海马细胞核内也有高表达,其被证实在大脑突触可塑性、学习记忆等高级认知活动中发挥着重要作用。然而在海马,SRC-1是否介导了雄激素对海马突触蛋白表达的调节尚未见文献报道。基于以上问题,我们通过在体经典的睾丸切除模型模拟老化后雄激素水平降低,采用免疫组化和Westen Blot技术检测了在睾丸切除后给予0.5mg/kg、1.0mg/kg、2.0mg/kg的丙酸睾酮(testosterone,t)分别处理2周、4周后海马ampa受体亚型谷氨酸受体-1(glur1)、突触后致密物蛋白-95(postsynapticdensityprotein-95,psd-95)、雄激素受体(androgenreceptor,ar)、雌激素核受体(estrogenreceptor,erα、estrogenreceptor,erβ)、雌激素膜受体(gprotein-coupledreceptor30,gpr30)、src-1的表达变化以明确雄激素水平下降与学习记忆认知的关系。之后我们采用离体实验,加入各受体及src-1抑制剂检测以上相关突触蛋白及受体表达的变化,并采用统计学方法进行了相关性分析,以初步探讨雄激素调节海马突触蛋白表达的机制,以期为深入阐明老年痴呆的发病机制以及开发更有效的预防或治疗老年痴呆的药物提供新的基础资料,为护理同仁大大减轻工作负担。主要结果:1、glur1、psd-95、ar、erα、erβ、src-1在成年雄性小鼠海马区均有广泛表达,在去势后其表达均有显著降低,给予不同时间不同剂量雄激素替代后各分子有着不同的变化。gpr30和树突棘素spinophilin(spino)在去势后表达未有统计学差异。2、去势给予短时雄激素替代后(剂量0.5mg/kg,1.0mg/kg,2.0mg/kg),海马区突触蛋白glur1在0.5mg/kg的剂量下表达较去势组略有上升,在1.0mg/kg的剂量下表达则显著上升,而在2.0mg/kg的剂量下表达则又降低。突触蛋白psd-95在0.5mg/kg的剂量下表达较去势组有上升,在1.0mg/kg的剂量下表达则显著上升,而在2.0mg/kg的剂量下仍在较高水平。核受体ar、erα、erβ在0.5mg/kg的剂量下表达较去势组略有上升,在1.0mg/kg的剂量下表达则显著上升,而在2.0mg/kg的剂量下表达则又降低。src-1在0.5mg/kg的剂量下src-1表达较去势组略有上升,在1.0mg/kg的剂量下表达则显著上升,而在2.0mg/kg的剂量下则表达有所降低。而gpr30和spino的变化则无统计学差异。3、去势给予长时雄激素替代后(剂量0.5mg/kg,1.0mg/kg,2.0mg/kg),海马区突触蛋白glur1、psd-95在0.5mg/kg的剂量下表达较去势组略有上升,在1.0mg/kg的剂量下表达则显著上升,而在2.0mg/kg的剂量下表达则又降低。核受体ar在0.5mg/kg的剂量下表达较去势组略有上升,在1.0mg/kg的剂量下表达则显著上升,而在2.0mg/kg的剂量下表达则又降低。核受体erβ在0.5mg/kg和1.0mg/kg的剂量下表达较去势组略有上升,而在2.0mg/kg的剂量下表达有显著升高。gpr30在雄激素替代剂量为1.0mg/kg时其表达有显著升高。src-1在0.5mg/kg的剂量下src-1表达较去势组略有上升,在1.0mg/kg的剂量下表达则显著上升,而在2.0mg/kg的剂量下则表达有所降低。而erα和spino的变化则无统计学差异。4、去势短时雄激素替代,雄性小鼠海马内ar、erα、erβ表达的变化与glur1和psd-95存在高度一致的线性相关关系;ar、erα、erβ表达的变化与src-1存在高度一致的线性相关关系;src-1表达的变化与glur1、psd-95存在高度一致的线性相关关系。去势长时雄激素替代,雄性小鼠海马内ar表达的变化与erβ、glur1均存在高度一致的线性相关关系;src-1表达的变化与glur1存在高度一致的线性相关关系。5、离体实验中,给予海马神经元细胞株适量雄激素处理,突触蛋白glur1和psd-95、src-1的表达均有所上升,而glur1在加入ar拮抗剂flutamide(flu)、erα拮抗剂mpp、erβ拮抗剂phtpp(pht)后表达明显下降,psd-95在加入flu、mpp、pht、g15后均有表达下降,src-1在flu、mpp、g15后均有表达下降,spino则无明显变化。在给予海马神经元细胞株适量雄激素处理的基础上给予src-1抑制剂bufalin(bu),glur1、psd-95ar、erβ在给予适量雄激素后较溶剂对照组明显升高,在给予bu后ar、erα、erβ、gpr30、glur1和psd-95表达明显下降。spino表达略微下降,却无统计学差异。主要结论:1、睾丸切除能降低成年雄性小鼠海马突触蛋白glur1、psd-95的表达,给予雄激素替代后则明显上升,结合离体实验中给予适量雄激素后海马神经元glur1、psd-95表达升高,提示在一定时间和剂量下雄激素可正向调节海马突触蛋白的表达,进而影响其突触可塑性。2、睾丸切除能降低成年雄性小鼠海马核受体ar、erα、erβ,给予雄激素替代后则明显上升,且ar、erα、erβ的变化趋势与glur1、psd-95的变化趋势高度相关,结合离体实验中,给予flu、mpp、pht均可致glur1、psd-95表达降低,提示雄激素可通过其直接受体途径ar和间接受体途径erα、erβ调节突触蛋白的表达。3、睾丸切除后能降低成年雄性小鼠海马src-1的表达,给予雄激素替代后则明显上升,且src-1的变化趋势与核受体ar、erα、erβ及突触蛋白glur1、psd-95的变化趋势呈高度相关。结合离体实验中,给予bu后ar、erα、erβ、gpr30及突触蛋白glur1、psd-95均表达下降,提示src-1可能在雄激素通过其直接受体途径ar和间接受体途径erα、erβ和/或gpr30调节海马突触发生中具有重要介导作用。这种调节可能进一步导致海马突触可塑性的变化,进而导致老化中学习记忆功能的下降。4、睾丸切除分别给予不同剂量的长时和短时雄激素替代后,glur1、psd-95均呈倒“u”型表现,长时雄激素替代后erα表达无明显变化、gpr30表达上升显著,结合离体实验结果提示雄激素剂量过大或替代时间延长可能会有神经毒性作用,导致突触蛋白表达的障碍且其作用途径之间会发生改变。综上可知,本研究运用免疫组织化学技术(ihc)、westernblot等实验技术,研究了睾丸切除后成年雄性小鼠脑内海马区glur1、psd-95、ar、erα、erβ、gpr30、src-1的表达变化以及AR、ERα、ERβ和SRC-1在海马的变化趋势与突触蛋白GluR1、PSD-95的变化趋势相关性,初步探讨了雄激素对海马突触蛋白的调节,以及SRC-1在调节海马突触可塑性中的作用,为进一步深入研究基于雄激素对老年相关性疾病后认知功能的降低的机制提供了可靠的线索和依据。
【关键词】：雄激素 突触蛋白 海马 雄激素受体 雌激素受体 类固醇激素受体辅助活化因子-1
【学位授予单位】：第三军医大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R749.16
【目录】：

• 英文缩写一览表4-6
• 英文摘要6-10
• 中文摘要10-14
• 第一章 前言14-15
• 第二章 短期雄激素替代对成年去势雄性小鼠海马突触蛋白和激素受体表达的影响15-33
• 2.1 材料和方法16-23
• 2.2 实验结果23-31
• 2.3 讨论31-32
• 2.4 小结32-33
• 第三章 长期雄激素替代对成年去势雄性小鼠海马突触蛋白和激素受体表达的影响33-48
• 3.1 材料和方法33-38
• 3.2 实验结果38-45
• 3.3 讨论45-47
• 3.4 小结47-48
• 第四章 雄激素调节小鼠海马神经元突触蛋白表达的机制初步探究48-65
• 4.1 材料和方法48-54
• 4.2 实验结果54-61
• 4.3 讨论61-64
• 4.4 小结64-65
• 全文总结65-66
• 参考文献66-74
• 文献综述 雄激素与海马突触可塑性74-84
• 参考文献80-84
• 硕士期间发表论文84
• 硕士期间获得授权专利84
• 硕士期间参与研究课题84-85
• 致谢85

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本文编号：736815