特异性抑制海马CA1区GABA能神经元NLRP3表达对小鼠TBI后认知障碍的改善作用研究

目的探讨海马CA1区γ-氨基丁酸(GABA)能神经元NOD样受体热蛋白结构域相关蛋白3(NLRP3)基因敲除对小鼠创伤性颅脑损伤(TBI)后认知障碍的改善作用。方法将48只清洁级健康雄性NLRP3flox/flox小鼠按随机数字表法分为假手术+对照病毒组(SV组)、假手术+GABA能神经元NLRP3基因特异性敲除组(SG组)、TBI+对照病毒组(TV组)及TBI+GABA能神经元NLRP3基因特异性敲除组(TG组),每组12只。其中,TV组、TG组小鼠采用自由落体法构建TBI模型,SV组、SG组小鼠仅行头皮剪开及开骨窗等外科操作、不予打击,SG组、TG组小鼠于TBI造模前21 d于海马CA1区注射腺病毒制备GABA能神经元NLRP3基因特异性敲除模型,SV组、TV组小鼠仅于海马CA1区注射空载病毒作为对照。TBI造模后第30、31天应用新物体识别实验评价各组小鼠的认知功能,第32~36天应用Morris水迷宫实验评估各组小鼠的学习及记忆功能,第31天应用在体电生理记录小鼠在新物体识别实验中探索新物体时海马CA1区场电位。上述实验结束后,处死小鼠并取材,采用免疫荧光染色检测各组小鼠海马CA1区微管相关蛋白2(MAP2)、谷氨酸脱羧酶67(GAD67)、突触后密度蛋白95(PSD95)的荧光强度,以及焦亡相关炎性因子白细胞介素-18(IL-18)/GAD67双阳性神经元占总GAD67阳性神经元的百分比。结果与SV组、SG组比较,TV组、TG组小鼠的新物体识别指数明显下降,水迷宫实验中实验阶段的穿越平台次数明显下降、训练阶段第3、4天的逃避潜伏期明显上升,海马CA1区θ、γ振荡功率在探索新物体时明显下降,海马CA1区MAP2、GAD67、PSD95的荧光强度明显减弱,IL-18/GAD67双阳性神经元百分比明显上升,差异均有统计学意义(P<0.05)。与TV组比较,TG组小鼠的新物体识别指数明显上升,水迷宫实验中实验阶段的穿越平台次数明显上升、训练阶段第3、4天的逃避潜伏期明显下降,海马CA1区θ、γ振荡功率在探索新物体时明显上升,海马CA1区MAP2、GAD67、PSD95的荧光强度明显增强,IL-18/GAD67双阳性神经元百分比明显下降,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论海马CA1区GABA能神经元NLRP3基因敲除能够改善小鼠TBI后的认知障碍,其机制可能与抑制GABA能神经元焦亡相关。