亚硝酸钠对大鼠海马骨架蛋白磷酸化水平及空间学习记忆的影响

本文旨在探讨亚硝酸钠对大鼠海马Tau蛋白、神经细丝(neurofilament,NF)磷酸化水平及空间学习记忆的影响。大鼠饮用水中溶入亚硝酸钠粉剂,连续饮用60 d(每天100 mg/kg),通过Morris水迷宫检测大鼠的空间学习记忆能力,免疫印迹和免疫组织化学检测海马Tau和NF磷酸化水平与分布、蛋白磷酸酯酶2A(protein phosphatase 2A,PP2A)催化亚单位蛋白水平与分布。结果显示:与对照组相比,连续饮用亚硝酸钠的大鼠空间学习记忆能力下降(P0.05),Tau蛋白Ser396/404和Ser199/202位点及NF的磷酸化水平明显升高(P0.05),PP2A的催化亚单位蛋白水平下调(P0.05)。结果提示,亚硝酸钠可以导致大鼠空间学习记忆能力下降,PP2A催化亚单位蛋白水平下调,PP2A活性抑制及骨架蛋白发生过度磷酸化。     

糖尿病大鼠脑GSK-3与PP-2A失调诱导tau蛋白过度磷酸化

探讨胰岛素缺乏的糖尿病大鼠皮层糖原合酶激酶-3(GSK-3)及蛋白磷酯酶-2A(PP-2A)变化及其对tau蛋白磷酸化的作用.用链脲佐菌素(streptozotocin,STZ)建立胰岛素缺乏的糖尿病大鼠模型,用放射性配体结合实验检测了GSK-3和PP-2A的活性,蛋白质印迹检测了tau蛋白的磷酸化水平及PP-2A的表达.结果提示:在糖尿病大鼠皮层,GSK-3活性升高,PP-2A活性及表达降低,tau蛋白在Ser198/Ser199/Ser202和Ser396/Ser404位点磷酸化.应用GSK-3的选择性抑制剂Li2CO3后,GSK-3活性降低,PP-2A活性及表达恢复,tau蛋白在Ser198/Ser199/Ser202和Ser396/Ser404位点磷酸化水平降低.研究提示:糖尿病大鼠皮层GSK-3升高可能抑制PP-2A的活性,升高的GSK-3和降低的PP-2A协同促进tau蛋白的磷酸化.     

急性缺氧和急性低糖对脑片tau蛋白磷酸化的影响

为探讨急性缺氧对tau蛋白磷酸化的影响,将Wistar大鼠脑片进行不同时间的缺氧培养后,对tau蛋白的磷酸化状态及相关磷酸酯酶的活性和表达进行检测.结果显示,急性缺氧使tau蛋白多个丝氨酸位点磷酸化水平下降,蛋白磷酸酯酶～2A(PP-2A)的活性升高,其催化亚单位表达上调,而蛋白磷酸酯酶-1(PP-1)的活性及催化亚单位表达均无明显改变.该研究结果表明:急性缺氧可能通过蛋白磷酸酯酶-2A的上调而使tau蛋白多个丝氨酸位点发生去磷酸化作用.     

cdk-5过度表达对大鼠tau蛋白磷酸化及空间记忆的影响

Alzheimer病(AD)中, 异常过度磷酸化的tau蛋白会导致细胞骨架的异常并与神经元的死亡有关. 在体外, 细胞周期蛋白依赖性蛋白激酶5(cdk-5)能在大多数AD相关位点磷酸化tau蛋白. 旨在整体水平研究cdk-5过度表达对大鼠微管相关蛋白 tau的磷酸化及空间记忆的影响. 结果显示, 在大鼠海马区转染cdk-5基因, 24 h后其局部表达增加, 并使得抗体tau-1显色减弱, PHF-1和12e8显色增强, 提示tau蛋白在Ser199/202, Ser396/404和Ser262/356位点过度磷酸化. 此外, 在水迷宫测试中, cdk-5转染鼠寻找安全平台所需时间比对照鼠明显延长, 而转染后48 h cdk-5的表达较24 h时下降, 同时伴有tau蛋白磷酸化程度的下降和空间记忆能力的改善. 这些结果提示整体水平的cdk-5的过度表达会导致大鼠的空间记忆损伤, 而过度磷酸化的tau蛋白可能参与了该病理过程.     

吴茱萸次碱对高糖诱导的阿尔茨海默病大鼠认知障碍的影响*

目的: 探讨吴茱萸次碱对高糖诱导的阿尔茨海默病(AD)大鼠认知功能障碍的影响及其机制。方法: 健康成年雄性SD大鼠随机分为3组(n=20):对照组、高糖组和吴茱萸次碱组。对照组大鼠行常规饲料和自来水饲养;高糖组大鼠行常规饲料和20%蔗糖水饲养;吴茱萸次碱组行0.01%吴茱萸次碱饲料和20%蔗糖水饲养。三组大鼠饲养24周后行Morris水迷宫实验检测大鼠学习记忆和认知功能,Western blot实验检测各组大鼠tau蛋白在Thr205和Ser214位点以及GSK-3β在丝氨酸9位点糖原合成酶激酶-3β(S9-GSK-3β)和PP2A在络氨酸307位点蛋白磷酸酯酶-2A(Y307-PP2A)的磷酸化水平;免疫组织化学进一步验证各组大鼠大脑海马和皮层tau蛋白在Thr205位点上的表达情况。结果: 与对照组比较,高糖组Morris水迷宫大鼠潜伏期明显升高,穿越平台次数和目标象限停留时间均明显降低(P均＜0.05),免疫组织化学染色中tau蛋白在Thr205位点上的磷酸化水平显著增高(P＜ 0.05),Western blot实验tau蛋白在Thr205和Ser214位点的磷酸化水平显著增高,pS9-GSK-3β的磷酸化水平显著降低(P均＜0.05);与高糖组相比,吴茱萸次碱组Morris水迷宫大鼠潜伏期明显降低,穿越平台次数和目标象限停留时间明显升高(P均＜0.05),免疫组织化学染色中tau蛋白在Thr205位点的磷酸化水平显著降低(P＜0.05);Western blot实验tau蛋白在Thr205和Ser214位点磷酸化水平显著降低,pS9-GSK-3β的磷酸化水平显著增高(P均＜ 0.05)。结论: 吴茱萸次碱可减轻高糖诱导的AD样大鼠认知功能障碍,其机制可能是通过增强海马pS9-GSK-3β磷酸化水平,下调GSK-3β活性,进而降低tau蛋白相关位点的过度磷酸化实现的。     

褪黑素对异丙肾上腺素诱导大鼠tau蛋白过度磷酸化的预防作用

异常过度磷酸化的微管相关蛋白tau是阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)患者大脑中神经原纤维缠结的主要组成部分.迄今为止,尚无有效的措施阻止tau蛋白的过度磷酸化.为探讨褪黑素(melatonin,Mel)对AD样tau蛋白过度磷酸化的预防作用,我们以β受体激动剂异丙肾上腺素(isoproterenol,IP)来复制AD样tau蛋白过度磷酸化的动物模型,在大鼠双侧海马注射IP前,以褪黑素作为保护组药物,于腹腔连续注射5 d.应用磷酸化位点特异性抗体(PHF-1和Tau-1)作免疫印迹和免疫组织化学检测tau蛋白的磷酸化水平,并用非磷酸化依赖的总tau蛋白抗体(111e)进行标准化.免疫印迹结果显示在注射IP 48 h后,tau蛋白在PHF-1表位的免疫反应显著增强,在Tau-1表位显著减弱,表明tau蛋白在Ser396/Ser404(PHF-1)和Ser199/Ser202(Tau-1)位点有过度磷酸化.免疫组织化学染色结果与免疫印迹结果相似,主要检测到在大鼠海马CA3区的神经纤维有tau蛋白过度磷酸化.褪黑素预处理大鼠可有效地阻止IP诱导tau蛋白在Tau-1和PHF-1位点的过度磷酸化.上述结果提示褪黑素可预防大鼠脑组织中由异丙肾上腺素引起的AD样tau蛋白的过度磷酸化.     

蛋白磷酸酯酶抑制剂冈田酸对人神经母细胞瘤 SK-N-SH细胞系tau蛋白磷酸化水平的影响

观察蛋白磷酸酯酶-1和蛋白磷酸酯酶-2A的抑制剂冈田酸(okadaicacid,OA)对人神经母细胞瘤系SK-N-SH细胞tau蛋白磷酸化水平的变化,确定tau蛋白过度磷酸化细胞模型的合适剂量和时间。用不同剂量OA与SK-N-SH细胞共温育不同时间,用显微镜观察细胞形态变化,用Western印迹法检测磷酸化tau蛋白和非磷酸化tau蛋白在Ser202位点和Ser404位点磷酸化水平的变化。10～160nmol/LOA与SK-N-SH神经细胞温育3～24h,可引起细胞形态损伤呈剂量依赖性和时间依赖性的变化,起效剂量和时间为10nmol/L和3h。10nmol/LOA与SK-N-SH细胞温育6～24h,磷酸化tau蛋白Ser199/Ser202位点和Ser404位点的表达明显增高,非磷酸化tau蛋白Ser202位点和Ser404位点的表达明显降低,总tau蛋白含量无明显变化。OA可以作为很好的研究tau蛋白过度磷酸化的工具药,10nmol/LOA与SK-N-SH神经细胞共温育6h可以作为制备细胞模型的适宜条件。     

糖元合成酶激酶3β对微管相关蛋白tau的磷酸化作用

tau蛋白是中枢神经系统中重要的微管相关蛋白,其功能受磷酸化调节.异常过度磷酸化的tau蛋白是阿尔茨海默病患者脑中神经纤维缠结的主要组成部分.糖元合成酶激酶3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)是重要的tau蛋白激酶之一,它虽可催化tau蛋白多个位点的磷酸化,但对不同位点,其催化效率不同.通过位点特异性、磷酸化依赖的tau蛋白抗体,用免疫印迹技术,检测GSK-3β对tau蛋白位点特异性的磷酸化作用及动力学.用双倒数作图,计算GSK-3β催化tau磷酸化以及各个位点磷酸化的Km值,并结合培养细胞中的实验,研究GSK-3β对tau蛋白磷酸化作用的位点特异性.结果显示,GSK-3β催化tau蛋白多个位点的磷酸化,其中包括Thr181、Ser199、Ser202、Thr205、Thr212、Thr217、Thr231、Ser396和Ser404,对不同的位点磷酸化作用,其Km值不同,GSK-3β对Ser396的Km值最低,即对Ser396位点的亲和性最高,催化其磷酸化的能力最强.在培养的细胞中,也显示了GSK-3β的表达引起Ser396位点的磷酸化最明显.     

1型糖尿病葡萄糖代谢与胰岛素信号传导途径异常导致大鼠海马Alzheimer样tau蛋白过度磷酸化修饰

Tau蛋白过度磷酸化是Alzheimer病(Alzheimer disease, AD)的一个重要病理特征.采用 I 型糖尿病大鼠模型,研究胰岛素信号传导途径及葡萄糖代谢失调对tau蛋白过度磷酸化的形成机制进行探讨.以同龄Wistar大鼠做对照（CTL）,胰腺大部分切除造低胰岛素组（PX）,STZ较大剂量一次性注射造1型糖尿病模型即低胰岛素高血糖组（T1DM）.葡萄糖氧化酶法检测血浆血糖,放免法检测血浆胰岛素,蛋白质印迹分析海马内总tau蛋白及tau蛋白上部分位点（Ser199、Thr212、Ser214、Ser396及Ser422）的磷酸化及神经细胞膜上葡萄糖转运子3（Glucose transport 3,GLUT3）水平.γ-32P-ATP和特异性底物肽检测海马内胰岛素信号传导系统中的关键酶糖原合成酶激酶-3β（Glycogen synthase kinase-3β, GSK-3β）活性.发现3组大鼠海马回总tau蛋白水平无显著差异,但以高血糖、低胰岛素血症为特征的T1DM组在tau蛋白Ser199、Thr212、Ser214、Ser396及Ser422位点上,呈现过度磷酸化状态,以低胰岛素血症为特征而血糖正常的PX组在位点Ser199、Thr212及Ser396上磷酸化程度比CTL组显著上升, 在位点Ser214及 Ser422上的磷酸化程度的改变不显著;T1DM及PX组大鼠海马 GSK-3β活性显著高于CTL组, 而GLUT3水平在T1DM和PX组均降低, 尤以T1DM组降低更显著.研究结果显示,胰岛素水平低下可能通过激活GSK-3β和下调细胞内葡萄糖代谢的双重作用引起脑内tau蛋白过度磷酸化.     

感染羊瘙痒因子263K株或139A株仓鼠脑组织中tau蛋白和磷酸化tau蛋白变化的研究

为探讨朊病毒病的神经病理特征,应用Western blot方法检测了感染羊瘙痒因子263K株或139A株的仓鼠脑组织中总tau蛋白和Ser396和Ser404位点发生磷酸化tau蛋白表达水平的变化;并应用Real Time PCR方法检测了tau mRNAs转录活性的改变。结果表明总tau蛋白含量升高而Ser396和Ser404位点发生磷酸化的tau蛋白含量降低,该现象与羊瘙痒因子毒株类型和临床潜伏期无关;感染羊瘙痒因子的仓鼠脑组织中Tau2和Tau4这两个异构体的转录水平升高。这些结果表明tau蛋白在Ser396和Ser404位点的去磷酸化可能与朊病毒病发病相关。     

染料木素对卵巢切除大鼠学习记忆能力的影响

目的：探讨染料木素对卵巢切除大鼠学习记忆能力的影响及作用机制。方法：将40只SD雌性大鼠随机分为用假手术组、去卵巢对照组、染料木素高剂量、低剂量组、17β-雌二醇组,切除卵巢建立学习和记忆能力受损的模型。灌胃给药6周后Morris水迷宫测定各组大鼠学习记忆能力,免疫组化法观察大鼠海马微管相关蛋白（tau蛋白）阳性表达情况,测定大鼠脑组织中乙酰胆碱酯酶（AchE）、乙酰胆碱转移酶（ChaT）、超氧化物歧化酶（SOD）的活性及丙二醛（MDA）的含量,观察海马组织超微结构变化。结果：大鼠切除卵巢后Morris水迷宫测定的学习记忆能力显著下降,微管相关蛋白（tau蛋白）异常磷酸化阳性表达率增高,前脑皮质中超氧化物歧化酶（SOD）、乙酰胆碱转移酶（ChaT）活性降低,丙二醛（MDA）含量、乙酰胆碱酯酶（AchE）活性增高。低剂量的染料木素可以发挥类雌激素样作用,改善去卵巢大鼠的以上症状。结论：染料木素对卵巢切除导致的学习和记忆能力下降有改善作用,低剂量效果显著,其可能的机制是：抑制了脑内AchE的活性,使乙酰胆碱的降解减少;增强脑组织抗氧化能力;稳定微管相关蛋白（tau蛋白）,降低tau蛋白异常磷酸化水平。     

去卵巢大鼠海马CA1／CA2区ERK1／2的基础活性和诱导活性降低

目的：观察去卵巢大鼠空间学习记忆能力的变化与海马中胞外信号调节激酶1／2（ERK1／2）通路的关系。方法：雌性sD大鼠随机分为假手术组和去卵巢组,饲养4个月后采用Morris水迷宫测试空间学习记忆能力,于测试前将各组组内又分为训练组和非训练组,训练组用于测定经学习记忆训练诱发的ERK1／2的诱导活性,非训练组用于测定未经学习记忆训练时的ERK1／2的基础活性,Western blot方法检测海马CA1／CA2区p-ERK1／2蛋白及Raf激酶抑制蛋白（RKIP）的变化。结果：①与假手术组比较,去卵巢组大鼠的空间学习记忆能力明显下降（P〈0．05）。②各组中的训练大鼠p-ERK1／2蛋白水平明显高于非训练大鼠（P〈0．05）。③去卵巢组训练及非训练大鼠的p-ERK1／2蛋白水平均相应低于假手术组训练及非训练大鼠（P〈0．05）。④去卵巢组RKIP蛋白表达水平明显高于假手术组（P〈0．05）。结论：雌激素缺乏大鼠的空间学习记忆能力下降与海马CA1／CA2区ERK1／2通路的基础和诱导活性降低以及该通路的抑制蛋白RKIP的表达增加有关。     

慢性束缚应激对SD和Wistar大鼠学习记忆能力的影响

目的探讨慢性束缚应激对Wistar、SD两种品系大鼠学习记忆能力的影响,为应激模型中实验动物的选择提供依据。方法对两种品系大鼠(Wistar、SD)采用每天束缚10 h,束缚28 d建立慢性应激模型。采用物体认知新物体识别实验和Morris水迷宫空间学习、工作记忆行为学检测方法,观察束缚应激对两种品系实验动物学习记忆能力的影响。结果束缚28 d后,物体识别实验中,Wistar、SD模型组的辨别指数(discrimination index,DI)均低于对照组,但只有SD两组间差异存在显著性(P0.05);水迷宫空间学习阶段,SD模型组潜伏期高于对照组,第5天差异有显著性(P0.05),而Wistar模型组与对照组间的潜伏期没有差异;水迷宫工作记忆阶段,SD大鼠模型组与正常组比较,潜伏期显著增加(P0.05),Wistar模型大鼠的潜伏期与对照组比较没有显著差异。结论新物体识别实验和水迷宫实验,这两种反应动物不同学习记忆能力的行为学实验结果都表明,慢性束缚应激(10 h,28 d)对SD大鼠学习记忆能力的损伤较Wistar大鼠明显。SD大鼠可能更适合作为慢性应激所致学习记忆损伤动物模型。     

β- 淀粉样多肽低分子量寡聚体对大鼠学习记忆功能的影响

目的:探究Aβ低分子量寡聚体对大鼠学习记忆功能的影响;方法:双侧海马内一次性注射Aβ低分子量寡聚体,15天后开始进行行为测试,测试方法采用跳台实验法、穿梭实验法和Morris水迷宫法;结果:跳台实验结果显示,与对照组比较,Aβ组跳台潜伏期短,错误次数多,差异有统计学意义(P<0.05);穿梭实验结果显示,与对照组比较,Aβ组由明箱进入暗箱的潜伏期短,错误次数多,差异有统计学意义(P<0.05);水迷宫实验结果显示,与对照组比较,Aβ组潜伏期长,跨越原平台次数少,差异有统计学意义(P<0.01);结论:Aβ组大鼠学习记忆能力和空间分辨能力降低,Aβ低分子量寡聚体在大鼠体内表现出较强的毒性作用。     

Spatial learning induces predominant downregulation of cytosolic proteins in the rat hippocampus

Spatial learning is known to depend on protein synthesis in the hippocampus. Whereas the role of the hippocampus in spatial memory is established, the biochemical and molecular mechanisms underlying this process are poorly understood. To comprehend the complex pattern of protein expression induced by spatial learning, we analyzed alterations in the rat hippocampus proteome after 7 days of spatial learning in the Morris water maze. Forty Wistar rats were randomized into two groups. Animals of group A learned to localize a hidden platform in the water maze. Animals of group B served as controls and spent exactly the same time in the water maze as animals of group A. However, no platform was used in this test and the rats could not learn to localize the target. After the last trial, hydrophilic proteins from the hippocampus were isolated. A proteome-wide study was performed, based on two-dimensional gel electrophoresis and mass spectrometry. Compared with non-learning animals, 53 (70%) proteins were downregulated and 23 (30%) proteins were upregulated after 7 days in rats with spatial learning. The overall changes in protein expression, as quantified by the induction factor, ranged from -1.62 (downregulation to 62%) to 2.10 (upregulation by 110%) compared with controls (100%). Most identified proteins exhibit known functions in vesicle transport, cytoskeletal architecture, and metabolism as well as neurogenesis. These findings indicate that learning in the Morris water maze has a morphological correlate on the proteome level in the hippocampus.     

APPswe／PS1dE9／TAU三转基因阿尔兹海默病大鼠模型的建立

目的大鼠的大脑比小鼠更大,是研究神经系统的重要模型。建立APPswe／PS1dE9／TAU三转基因大鼠,发展能更全面表现人类阿尔兹海默病表型的动物模型。方法构建人PrP—hAPP695K595N／M596L、PrP-hPS1dE9和PDGF-TAU转基因表达载体,显微注射法制备转基因大鼠。PCR法鉴定转基因首建鼠及其子代基因型。Western blot检测转基因大鼠脑组织中人APP、PS1和TAU蛋白的表达。Morris水迷宫检测6月龄三转基因大鼠学习记忆能力改变。APP、PHF—TAU免疫组织化学染色观察三转基因大鼠脑组织APP及TAU的表达。结果得到1个同时高表达人APP、PS1和TAU三个基因的转基因大鼠品系。转基因大鼠6月龄已经出现显著的行为学改变：学习记忆能力下降,病理学改变表现为过度磷酸化TAU增多和神经元胞浆内AB表达异常增加。结论成功建立了APPswe／PS1dE9／TAU三转AD大鼠,可做为新一代工具动物模型用于基础医学和AD转化医学研究。     

慢性复合应激对大鼠学习和记忆及海马神经元神经颗粒素表达的影响

目的探讨慢性复合应激对大鼠学习和记忆功能及海马内神经元神经颗粒素(neurogranin,Ng)表达的影响。方法成年雄性Wistar大鼠随机分为对照组和复合应激组,复合应激组动物每天无规律交替暴露于复合应激原环境中,为期6周。应激结束后,用Morris水迷宫测试大鼠空间学习和记忆成绩,同时用免疫组织化学方法观察海马各亚区Ng表达的变化,并用RT-PCR技术分析各组大鼠海马Ng mRNA水平的变化。结果Morris水迷宫测试显示,应激组动物寻找隐蔽平台潜伏期明显短于对照组(P<0.05);应激组大鼠海马DG和CA3区Ng的蛋白表达水平明显高于对照组(P<0.05),而两组海马CA1区的Ng的免疫反应性无明显差别;与对照组相比,应激组动物的Ng mRNA水平亦明显上调(P<0.05)。结论慢性复合性应激大鼠的学习与记忆能力增强;Ng在海马中的表达和Ng mRNA转录水平增高,提示Ng参与了该增强机制。     

慢性复合应激对大鼠学习记忆功能及脑ERK表达活化的影响

目的：研究慢性复合应激对大鼠学习记忆的影响,以及大脑细胞外信号调节激酶（ERK）表达活化的变化,探讨慢性应激致学习记忆损害的分子机制。方法：采用低温暴露、足电击、白噪声、束缚、尾部悬吊、睡眠剥夺、水平震荡等刺激方式,建立慢性复合应激大鼠模型。Morris水迷宫实验观察应激对学习记忆的影响;放射免疫法检测血清皮质酮（CORT）含量;Western blot检测ERK的表达。结果：应激组大鼠水迷宫训练潜伏期较对照组延长,应激3周时有所恢复,但4周时大鼠的训练潜伏期再次显著延长（P〈0.05）。同时应激组大鼠血清CORT水平增高,海马、前额皮质P-ERK水平降低（P〈0.05）,两者在应激3周时均出现短时恢复,但4周时再次下调。结论：海马、前额皮质ERK蛋白磷酸化水平的改变可能参与了慢性复合应激损害学习记忆的分子机制。     

小檗碱对OA拟AD大鼠额叶皮层的作用

目的探讨小檗碱(Berberine,Ber)对AD模型大鼠额叶皮层磷酸化tau蛋白表达的影响。方法 36只SD大鼠随机分为对照组、模型组和Ber组,用侧脑室微量注射冈田酸(Okadaic acid,OA,0.4mmol/L,1.5μl/次,共3次)建立AD模型,Ber组是在造模后给予灌胃(100mg/kg/d,共4周);通过Morris水迷宫测试大鼠学习记忆能力的改变;用免疫组化和Western blot方法检测额叶皮层pTau-Ser396/404蛋白的表达。结果与对照组相比,模型组大鼠额叶皮层pTau-Ser396/404表达明显增高(P<0.01),学习记忆能力明显下降;与模型组相比,Ber组大鼠额叶皮层pTau-Ser396/404表达明显下调(P<0.01,P<0.05),学习记忆能力显著提高。结论 Ber可降低OA拟AD大鼠额叶皮层的磷酸化tau蛋白表达水平,改善其学习记忆损伤。