胰淀素对阿尔茨海默病小鼠学习和记忆能力以及Akt信号通路的影响

目的探讨胰淀素[也称为胰岛淀粉样多肽(islet amyloid polypeptide,IAPP)]对APP/PS1小鼠的学习和记忆能力,以及磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号通路的影响。方法依据随机数字表法将APP/PS1小鼠分为阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)组、IAPP组,每组10只。IAPP组小鼠腹腔内注射0.5μmol/L的IAPP,每日1次,AD组小鼠腹腔注射相同剂量的PBS。2组小鼠干预时间均为10周。采用Morris水迷宫检测小鼠学习记忆能力,HE染色观察小鼠脑海马组织病理形态变化,透射电镜观察小鼠海马神经元超微结构;生化方法检测小鼠海马组织谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)、丙二醛(MDA)水平、超氧化物歧化酶(SOD),酶联免疫吸附实验(ELISA)试剂盒检测炎症因子白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)和白细胞介素1β(IL-1β)水平以及Aβ42的含量;Western blot检测PI3K/Akt蛋白表达水平。结果与AD组相比,IAPP组小鼠平台潜伏期减少(P<0.01),穿越平台次数和探索隐藏平台时间均增加(P<0.01),小鼠游泳速度无明显差异。HE染色结果显示与AD组相比,IAPP组小鼠海马组织神经细胞数目较多,排列整齐(P<0.05)。免疫组化结果显示与AD组相比,IAPP组小鼠海马组织Aβ蛋白降低(P<0.01)。与AD组相比,IAPP组小鼠海马组织氧化应激水平和炎症因子水平降低(P<0.01)。与AD组相比,IAPP组小鼠超微结构观察到神经元线粒体结构较为清晰、空泡化减少,微管、微丝排列较为整齐。与AD组相比,IAPP组小鼠p-PI3K/PI3K、p-Akt/Akt蛋白相对表达量均升高(P<0.01)。结论胰淀素能够减少海马组织氧化应激和炎症反应,改善AD小鼠学习记忆能力,并且促进PI3K/Akt信号通路的激活。

APP/PS1转基因小鼠脑组织环状RNA的差异表达谱及相关ceRNA构建

目的:探讨阿尔茨海默病(AD)模型小鼠脑组织中环状RNA(circRNA)的差异表达谱,构建circRNA-miRNA-mRNA调控网络,明确circRNA在AD发生中的调控机制。方法:采用基因芯片技术检测APP/PS1转基因AD模型小鼠大脑中circRNA的差异表达,对差异circRNA进行基因本体论(GO)和京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析,采用实时定量聚合酶链反应验证随机选取的5个差异表达的circRNA,构建circRNA-miRNA-mRNA,进行AD靶基因功能预测分析。结果:共筛选出52个差异表达的circRNA,其中28个上调,24个下调。GO和KEGG的富集分析结果显示,差异表达的circRNA的亲本基因主要参与神经系统发育、蛋白质结合、RNA运输、调控干细胞多能性的信号通路和Hippo信号通路。生物学信息分析成功构建circRNA-miRNA-mRNA的竞争性内源(ceRNA)网络,显示这些靶基因富集的功能可能通过小分子结合、浆膜、cAMP信号通路和Rap1信号通路发挥作用。结论:AD模型小鼠大脑中存在多种差异表达的circRNA,这些差异基因可能通过circRNA-miRNA-mRNA调节网络参与AD发生的分子调控。

胰淀素对阿尔茨海默病小鼠脑组织中circRNA和mRNA表达谱的影响

目的研究胰淀素(islet amyloid polypeptide,IAPP)腹腔注射对阿尔茨海默病(Alzheimer’s disease,AD)小鼠和野生型(wild-type,WT)小鼠脑组织中环状RNA(circular RNA,circRNA)和信使RNA(messenger RNA,mRNA)表达谱的影响。方法选取10月龄20~30 g雄性APP/PS1转基因AD模型小鼠和C57 WT小鼠各6只,把6只AD小鼠和WT小鼠使用随机数字表法分成2组,每组3只。腹腔注射IAPP的AD小鼠(AD+IAPP)作为实验组,腹腔注射IAPP的WT小鼠(WT+IAPP)作为对照组,腹腔注射相同剂量的磷酸盐缓冲液(PBS)的AD小鼠(AD+PBS)和WT小鼠(WT+PBS)作为空白对照组。干预结束后,提取4组小鼠脑组织总RNA,进行基因芯片测序,筛选出AD+IAPP与WT+IAPP相比差异表达的circRNA和mRNA,以及AD+PBS与WT+PBS相比差异表达的circRNA和mRNA。在AD+IAPP与WT+IAPP相比筛选出来的差异circRNA中,选取6个差异表达的circRNA,进行实时定量聚合酶链反应(qRT-PCR)验证基因芯片结果的可靠性。对差异表达的mRNA进行基因本体论(gene ontology,GO)富集分析与京都基因和基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路富集分析。随后构建显著差异表达的circRNA_45921的ceRNA(competitive endogenous RNA)网络。结果AD+IAPP与WT+IAPP比较,显著差异表达的circRNA共有237个,其中157个上调,80个下调;显著差异表达mRNA共有663个,其中348个上调,315个下调。qRT-PCR结果显示6个差异表达的circRNA与基因芯片结果一致,基因芯片测序结果可靠。GO富集分析显示差异表达上调的mRNA在核苷磷酸结合、细胞器、含磷酸盐化合物代谢过程等GO条目显著富集;差异表达下调的mRNA在跨膜信号受体活性、超分子纤维、组织发育等GO条目显著富集。KEGG富集分析显示差异表达上调的mRNA主要富集于胰岛素分泌、氧化磷酸化、帕金森病等信号通路;差异表达下调的mRNA主要富集于神经活性配体-受体相互作用、钙信号通路、酪氨酸代谢、苯丙氨酸代谢等信号通路。CeRNA网络显示circRNA_45921/miR-34c-5p/Eef2k调控网络可能在IAPP功能发挥中具有作用。结论腹腔注射IAPP改变AD小鼠和WT小鼠脑组织中circRNA和mRNA的表达谱。差异表达的Paip2、Cdon、Ttr和circRNA_45921/miR-34c-5p/Eef2k调控网络可能在IAPP调节AD的发生发展中起作用。