Wnt/β-catenin信号介导的小鼠海马神经元发生参与睡眠剥夺引起的学习记忆下降

目的:研究睡眠剥夺对小鼠行为及海马神经元发生的影响。从Wnt/β-catenin信号的角度探索其相关的分子机制,以及干预Wnt/β-catenin信号的改善作用。方法:采用改良多平台水环境法制作小鼠睡眠剥夺模型(SD)。利用Brd U/DCX免疫荧光双标研究海马神经元发生;采用Wnt信号报告基因Topgal小鼠研究Wnt信号的改变;利用Nestin/ROSA/EX3基因修饰小鼠研究激活Wnt信号对睡眠剥夺小鼠海马神经元发生及学习记忆的影响;采用高架十字迷宫和旷场实验评估小鼠的焦虑情绪;运用Morris水迷宫评估小鼠的空间学习记忆能力。结果:与正常小鼠相比,SD处理组小鼠无焦虑样行为,但空间学习记忆能力显著下降。Brd U/DCX免疫荧光双标染色显示SD 5 d后小鼠海马神经元发生明显减弱。Wnt信号报告基因β-gal在海马神经干细胞表达降低。在Nestin/ROSA/EX3基因修饰小鼠激活Wnt信号后,可显著促进海马神经元发生,并改善SD小鼠的空间记忆能力。结论:Wnt/β-catenin信号参与睡眠剥夺引起的小鼠海马神经元发生减弱,增强Wnt信号可改善SD小鼠海马的神经元发生及其学习记忆能力。

大鼠睡眠剥夺后下丘脑组蛋白乙酰化修饰对小胶质细胞的作用

目的观察睡眠剥夺(sleep deprivation,SD)对大鼠下丘脑区小胶质细胞的影响和组蛋白乙酰化水平的改变,及提高组蛋白乙酰化水平对小胶质细胞活化以及相关炎症因子表达的影响。方法采用改良式多平台水环境法制备SD模型。利用组蛋白去乙酰化酶抑制剂异羟戊酸(SAHA)抑制组蛋白去乙酰化酶,提高组蛋白去乙酰化修饰水平。将45只雄性大鼠(8-9周龄)随机分为:对照组(control组)、睡眠剥夺3 d组(SD3组)、睡眠剥夺3 d+SAHA(SD3+SAHA)、睡眠剥夺6 d组(SD6组)、睡眠剥夺6 d+SAHA(SD6+SAHA),每组9只大鼠。SD3组与SD6组分别连续剥夺大鼠睡眠3 d与6 d,SD3+SAHA组和SD6+SAHA组分别于睡眠剥夺前一天开始连续腹腔注射SAHA,直至睡眠剥夺结束。采用免疫荧光染色Iba-1标记各组大鼠下丘脑区小胶质细胞活性状态。采用Western blot检测各组大鼠下丘脑区组蛋白乙酰化水平[用组蛋白H3亚基第9位赖氨酸乙酰化(H3K9AC)水平表示],RT-PCR检测各组大鼠下丘脑区TNF-α、IL-6、NOS2、IL-10炎症因子的表达。结果与control组相比,SD3组和SD6组下丘脑区小胶质细胞活化增多(P<0.05),H3K9AC水平明显降低(P<0.01),TNF-α、IL-6、NOS2、IL-10炎症因子的表达增加(P<0.05)。SD3+SAHA组与SD3组相比下丘脑区小胶质细胞活化数目减少(P<0.05),H3K9AC水平明显提高(P<0.05),IL-6、NOS2表达明显减少(P<0.01)。SD6+SAHA组与SD6相比,下丘脑区小胶质细胞活化数目减少(P<0.05),H3K9AC水平明显提高(P<0.05),TNF-α表达减少(P<0.05),IL-6、NOS2表达明显减少(P<0.01),而IL-10表达增多(P<0.05)。结论睡眠剥夺可增强大鼠下丘脑区小胶质细胞的活性,亦可降低下丘脑组织中组蛋白乙酰化水平;提高组蛋白乙酰化水平表达可降低睡眠剥夺后小胶质细胞的活性,并可抑制下丘脑中促炎因子表达。