硫化氢上调海马Warburg效应拮抗帕金森病大鼠认知功能障碍

发布时间：2020-04-18 16:03

【摘要】：【研究背景与目的】帕金森病(Parkinson’s disease,PD)患者常并发认知功能障碍。目前,对于PD认知功能障碍无有效的药物治疗。硫化氢(Hydrogen sulfide,H_2S)是一种新发现的气体信号分子,具有改善认知功能障碍的作用。有氧条件下的糖酵解被称之为Warburg效应,对学习记忆具有重要的支持和调节作用。本研究将探讨H_2S能否改善PD认知功能障碍,其机制是否涉及到调控海马Warburg效应,以期为PD认知功能障碍的防治提供新思路。【方法】1.背部皮下注射鱼藤酮(rotenone,ROT)建立PD大鼠模型;2.Y迷宫(Y-maze)试验、新颖物体识别(novel object recognition,NOR)试验和Morris水迷宫(Morris water maze,MWM)试验检测大鼠学习记忆能力;3.蛋白免疫印迹法(Western blot,WB)检测Warburg效应相关蛋白己糖激酶II(Hexokinase II,HKII)、丙酮酸激酶M2(Pyruvate kinase M2,PKM2)、乳酸脱氢酶A(Lactate dehydrogenase A,LDHA)、丙酮酸脱氢酶激酶1(Pyruvate dehydrogenase kinase 1,PDK-1)以及丙酮酸脱氢酶(Pyruvate dehydrogenase,PDH)的表达;4.乳酸试剂盒检测海马组织乳酸的生成;【结果】1.H_2S拮抗ROT诱导的PD大鼠认知功能障碍Y迷宫试验结果显示,NaHS(H_2S供体,30,100μmol/kg,i.p.,4 w)能明显上调ROT诱导的PD大鼠正确交替率;NOR试验结果显示,NaHS(30,100μmol/kg,i.p.,4 w)明显提高ROT诱导的PD大鼠识别指数;MWM试验结果显示,NaHS(30,100μmol/kg,i.p.,4 w)能有效缩短ROT诱导的PD大鼠在获得性训练期寻找平台的潜伏期、增加其在探查期穿过平台区域的次数和停留在目标象限时间百分比。上述实验结果表明,H_2S可改善ROT诱导PD大鼠认知功能障碍。2.H_2S上调ROT诱导的PD大鼠海马Warburg效应NaHS(30,100μmol/kg,i.p.,4 w)处理明显上调ROT诱导的PD大鼠海马Warburg效应相关蛋白HKII、PKM2、LDHA以及PDK-1的表达,下调PDH蛋白的表达,明显增加ROT诱导的PD大鼠海马乳酸的含量。以上结果表明H_2S减轻ROT对海马Warburg效应的抑制作用。3.2-脱氧葡萄糖(2-deoxyglucose,2-DG)抑制H_2S对ROT诱导的PD大鼠海马Warburg效应的上调作用侧脑室注射2-DG(3μg/w,i.c.v.,3 w)明显取消NaHS(100μmol/kg,i.p.,4 w)对ROT诱导的PD大鼠海马Warburg效应相关蛋白HKII、PKM2、PDK-1和LDHA表达的上调作用,以及PDH蛋白表达的下调作用。此外,2-DG(3μg/w,i.c.v.,3 w)显著减弱NaHS(100μmol/kg,i.p.,4 w)对ROT诱导的PD大鼠海马乳酸含量的上调作用。这些结果表明,2-DG可抑制H_2S上调ROT诱导的PD大鼠海马Warburg效应。4.抑制海马Warburg效应可逆转H_2S对ROT诱导的PD大鼠认知功能障碍的改善作用Y迷宫试验结果显示,2-DG(3μg/w,i.c.v.,3 w)抑制NaHS(100μmol/kg,i.p.,4 w)对ROT诱导的PD大鼠正确交替率的上调作用;NOR试验结果显示,2-DG(3μg/w,i.c.v.,3 w)显著性降低NaHS(100μmol/kg,i.p.,4 w)对ROT病变大鼠识别指数的上调作用;MWM试验结果显示,2-DG(3μg/w,i.c.v.,3 w)明显削弱NaHS(100μmol/kg,i.p.,4 w)对ROT诱导的PD大鼠在获得性学习第五天找到平台潜伏期的缩短作用,并逆转NaHS(100μmol/kg,i.p.,4 w)增加ROT诱导的PD大鼠在探查期穿过逃逸平台的次数以及在目标象限停留时间百分比的作用。上述实验结果表明抑制海马Warburg效应可取消H_2S对ROT诱导的PD大鼠认知功能障碍的拮抗作用。【结论】1.H_2S可拮抗鱼藤酮诱导的PD大鼠认知功能障碍;2.海马Warburg效应可介导H_2S对鱼藤酮诱导的PD大鼠认知功能障碍的拮抗作用。
【图文】：

鱼藤酮

图 3.1 Y-迷宫试验检测 H2S 对鱼藤酮诱导的 PD 大鼠认知功能障碍的影响Fig 3.1. Effect of H2S on the cognitive impairment of ROT-induced PD rats in Y-maze test.After pretreated with NaHS (30 and 100 μmol/kg, i.p.) for 1 w, SD rats were injected with ROT (2mg/kg, s.c.) for 5 w and NaHS for 3 w simultaneously. All rats were subjected to Y-maze test. The

鱼藤酮,试验检测

图 3.2 NOR 试验检测 H2S 对鱼藤酮诱导的 PD 大鼠认知功能障碍的影响Fig 3.2. Effect of H2S on the cognitive impairment of ROT-induced PD rats in NOR test.After pretreated with NaHS (30 and 100 μmol/kg, i.p.) for 1 w, SD rats were injected with ROT (2mg/kg, s.c.) for 5 w and NaHS for 3 w simultaneously. Rats were subjected to NOR test. The total
【学位授予单位】：南华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R742.5

【参考文献】