FTY720促进mPFC神经元髓鞘再生改善慢性不可预测温和性应激所致社交和认知功能障碍

发布时间：2020-03-22 07:33

【摘要】：前额皮层是参与认知和情绪活动的重要脑区,也是应激损伤的主要靶区,前额皮层神经纤维髓鞘脱失可导致社交和认知功能障碍。1-磷酸鞘氨醇(sphinogosine-1-phosphate,S1P)是近几年来备受关注的具有多种生物活性的重要信号分子,1-磷酸鞘胺醇受体(S1PRs)调节剂FTY720可调节外周淋巴细胞的游走,抑制免疫反应,是临床上治疗多发性硬化症(Multiple Sclerosis,MS)的一线药物。最近的研究表明FTY720可以作用于免疫系统抑制淋巴细胞游走,改善白质髓鞘损伤,除了众所周知的免疫抑制作用外,FTY720还可直接作用于中枢神经系统,因此本研究旨在探究FTY720对慢性应激小鼠社交和认知行为是否有改善作用以及可能的作用机制。我们采用慢性不可预测温和性应激(chronic unpredictable mild stress,CUMS)模型,成年健康雄性ICR(18-22g)适应后,连续4周每天随机给予2-3种刺激,且连续两天不给予重复刺激,造模期间每天腹腔注射FTY720(1mg/kg)或等体积溶剂(生理盐水),注射剂量为10ml/kg。造模结束后,采用三室社交实验和新事物认知实验来评估小鼠的社交和认知功能,免疫荧光观察m PFC组织中髓鞘化轴突密度,少突胶质前体(Oligodendrocyte precursor cells,OPCs)细胞数目,成熟少突胶质细胞和星形胶质细胞数目,少突胶质前体细胞上S1PR1的表达。电镜观察m PFC组织中髓鞘的形态,Western Blotting检测S1PR1,S1PR3,MBP,NG2,CNPase,GFAP,BMP4,P-Smad1/5/8,Id2,p-Akt,p-m TOR等蛋白的表达,q RT-PCR检测S1PRs m RNA水平表达变化。主要研究结果如下:1、FTY720改善CUMS小鼠社交和认知功能障碍:CUMS小鼠在社交第一阶段未表现出对装有小鼠笼子的偏好,而给予FTY720后显著增加对装有小鼠笼子的偏好;CUMS小鼠在社交第二阶段未表现出对装有陌生小鼠笼子的偏好,而给予FTY720后显著增加对装有陌生小鼠的笼子的偏好。在新事物认知实验中,FTY720显著增加CUMS小鼠对新物体的偏好。2、FTY720改善CUMS所致的m PFC脱髓鞘损伤:CUMS小鼠m PFC脑区免疫荧光显示髓鞘化轴突密度明显降低,髓鞘碱性蛋白MBP的表达显著下调,电镜显示出现明显的脱髓鞘损伤,髓鞘厚度变薄,FTY720显著改善脱髓鞘损伤,增加髓鞘厚度和MBP蛋白表达,增加轴突髓鞘化密度。3、FTY720改善LPC诱导的m PFC脱髓鞘损伤所导致的社交和认知功能障碍:在小鼠m PFC脑区立体定位注射LPC,14天后出现明显的社交的认知功能障碍,表明m PFC脱髓鞘会导致小鼠出现社交的认知功能障碍,给予FTY720可以改善LPC诱导的行为学改变。4、FTY720改善CUMS小鼠m PFC少突胶质前体细胞OPCs分化障碍:CUMS小鼠m PFC中OPCs明显增多,但成熟的少突胶质细胞(CNPase+/Oilg2+)明显降低,星形胶质细胞(GFAP+)数目显著增加。给予FTY720后降低OPCs的数目,增加成熟少突胶质细胞数目,减少星形胶质细胞数目,改善少突胶质前体细胞分化障碍,促进OPCs分化为成熟的少突胶质细胞,从而改善脱髓鞘损伤。5、FTY720通过S1PR1改善CUMS小鼠m PFC中OPCs分化障碍:q RT-PCR的结果显示CUMS小鼠m PFC组织中S1PRs的各种亚型S1PR1,S1PR2,S1PR3,S1PR5的m RNA水平没有显著性的差异,给予FTY720也不影响S1PRs的m RNA表达水平。Western blotting结果显示CUMS小鼠S1PR3蛋白表达水平没有显著性的改变,S1PR1蛋白水平显著上调,FTY720下调S1PR1的表达。CUMS小鼠m PFC组织OPCs上高表达S1PR1,FTY720显著下调OPCs上S1PR1的表达。并且在小鼠m PFC脑区立体定位注射LPC脱髓鞘模型中S1PR1的特异性调节剂SEW2871可以通过促进OPCs分化,促进髓鞘再生,改善社交和认知功能障碍。6、FTY720抑制BMP/Smad和激活AKT/m TOR信号通路:Western blotting检测显示CUMS小鼠m PFC中BMP4显著上调,下游P-Smad1/5/8和Id2表达均显著增加,FTY720不影响BMP4的表达,但抑制P-Smad1/5/8和Id2的上调。同样CUMS小鼠m PFC中,P-AKT,P-m TOR表达均下调,AKT表达没有显著性变化,m TOR表达显著上调;FTY720显著上调P-AKT,P-m TOR的表达,不影响AKT的表达,降低m TOR的表达。在LPC脱髓鞘模型小鼠m PFC组织中,各组间BMP4表达没有显著性地改变,但LPC溶剂组P-Smad1/5/8和Id2表达均显著上调,给予FTY720或SEW2871均降低P-Smad1/5/8和Id2的表达。结论:FTY720可通过S1PR1抑制BMP/Smad和激活AKT/m TOR信号通路改善CUMS小鼠m PFC组织OPCs分化障碍,促进髓鞘再生,改善社交和认知功能障碍,我们的研究表明S1P受体调节剂可能是潜在的保护慢性应激损伤的药物。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R96

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本文编号：2594731