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盐诱导激酶抑制剂HG-9-91-01对小鼠脓毒症相关认知功能障碍的保护作用及其机制
编辑人员丨2024/3/23
目的:脓毒症相关认知功能障碍是脓毒症患者常见的并发症,目前病理机制不明,缺乏有效的防治手段.盐诱导激酶(salt-induced kinase,SIK)是调节代谢、免疫、炎症反应等的重要分子,与多种神经系统疾病的发生和发展相关.本研究旨在探讨SIK在脓毒症小鼠海马中的表达,以及SIK抑制剂HG-9-91-01在脓毒症相关认知功能障碍中的作用及其机制.方法:首先,将C57BL/6 小鼠随机分为对照组(Con组)和脓毒症模型组[脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)组].LPS组小鼠以8 mg/kg的剂量腹腔注射LPS,Con组小鼠予注射等体积生理盐水.在注射后1、3、6 d取小鼠海马组织,分别采用实时荧光定量聚合酶链反应(quantitative PCR,qPCR)和蛋白质印迹法检测SIK1、SIK2、SIK3的mRNA和蛋白质的表达水平.然后,将小鼠随机分为Con组、LPS组、SIK抑制剂组(HG组).LPS组和HG组注射LPS构建脓毒症模型,HG组在注射LPS后的第3~6天以10 mg/kg的剂量腹腔注射HG-9-91-01,LPS组注射等体积溶媒.在注射LPS后的第7~11天进行Morris水迷宫实验(Morris water maze,MWM)以评估3组小鼠的认知功能.行为学检测后取3组小鼠的海马组织,采用qPCR检测炎症因子和小胶质细胞标志分子的mRNA表达水平,蛋白质印迹法检测诱导型一氧化氮合酶(inducible nitric oxide synthase,iNOS)、CD68、离子钙结合衔接分子1(ionized calcium binding adaptor molecule 1,Iba-1)、N-甲基-D-天冬氨酸(N-methyl-D-aspartate,NMDA)受体(NMDA receptor,NR)亚型、cAMP反应元件结合蛋白(cAMP response element-binding protein,CREB)调控的转录共激活因子1(CREB-regulated transcription coactivator 1,CRTC1)、胰岛素样生长因子1(insulin-like growth factor 1,IGF-1)的蛋白质表达水平,免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)检测海马CA1区、CA3区、齿状回(dentate gyrus,DG)Iba-1阳性细胞的表达,并进行Sholl分析.结果:与Con组比较,LPS组小鼠海马组织SIK1、SIK2、SIK3的mRNA和蛋白质表达水平均上调(均P<0.05).与Con组比较,LPS组小鼠的逃避潜伏期明显延长,目标象限停留时间百分比降低,运动速度下降(均P<0.05);与LPS组相比,HG组小鼠的逃避潜伏期明显缩短,目标象限停留时间百分比增加(均P<0.05).与Con组比较,LPS组海马组织炎症因子[肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)、白细胞介素1β(interleukin-1β,IL-1β)、白细胞介素6(interleukin-6,IL-6)]和Ⅰ型小胶质细胞标志分子iNOS、CD68的mRNA表达均上调,而Ⅱ型小胶质细胞标志分子CD206和精氨酸酶-1(arginase-1,Arg-1)的mRNA表达均下调;与LPS组比较,HG组TNF-α、IL-1β、IL-6、iNOS的mRNA表达均下调,而CD206和Arg-1的mRNA表达均上调(均P<0.05).与Con组比较,LPS组海马组织iNOS、CD68、Iba-1的蛋白质表达均上调;与LPS组比较,HG组iNOS、CD68、Iba-1的蛋白质表达均下调(均P<0.05).与Con组比较,LPS组海马组织CA1、CA3、DG区Iba-1阳性细胞数量均增加;与LPS组比较,HG组CA1、CA3、DG区Iba-1阳性细胞数量均减少(均P<0.05).Sholl分析结果显示:距离小胶质细胞胞体8~38 μm半径范围内,LPS组小胶质细胞突起与同心圆的交点较Con组明显减少(均P<0.05);在距离小胶质细胞胞体14~20 μm半径范围内,HG组小胶质细胞突起与同心圆的交点较LPS组明显增多(均P<0.05).与Con组比较,LPS组小鼠海马突触相关蛋白NR亚型NR1、NR2A、NR2B及IGF-1的蛋白质表达下调,磷酸化的CRTC1(phosphorylated CRTC1,p-CRTC1)的蛋白质表达上调;与LPS组比较,HG组小鼠海马突触相关蛋白NR1、NR2A、NR2B及IGF-1的蛋白质表达上调,p-CRTC1的蛋白质表达下调(均P<0.05).结论:脓毒症小鼠海马组织SIK表达上调,SIK抑制剂HG-9-91-01可改善小鼠脓毒症相关认知功能障碍,其机制可能与激活CRTC1/IGF-1通路,抑制神经炎症,增强突触可塑性有关.
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编辑人员丨2024/3/23
