【摘 要】
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【研究背景与目的】认知功能障碍是世界第二大神经退行性疾病帕金森病(Parkinson’s disease,PD)最为严重的非运动症状。硫化氢(Hydrogen sulfide,H2S)作为一种重要的神经调节分子,已被本课题组证实能够改善PD认知功能障碍,但其保护效应的机制仍未完全阐明。有文献报道,海马坏死性凋亡是导致认知功能障碍的重要原因,而cGAS-STING信号通路可触发坏死性凋亡。为此,本研
【基金项目】
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国家自然科学基金(81771178); 湖南省自然科学基金(2020JJ4553);
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【研究背景与目的】认知功能障碍是世界第二大神经退行性疾病帕金森病(Parkinson’s disease,PD)最为严重的非运动症状。硫化氢(Hydrogen sulfide,H2S)作为一种重要的神经调节分子,已被本课题组证实能够改善PD认知功能障碍,但其保护效应的机制仍未完全阐明。有文献报道,海马坏死性凋亡是导致认知功能障碍的重要原因,而cGAS-STING信号通路可触发坏死性凋亡。为此,本研究拟用鱼藤酮(Rotenone,ROT)构建PD大鼠认知功能障碍模型,探究H2S改善PD大鼠认知功能障碍是否涉及抑制海马坏死性凋亡和cGAS-STING信号通路,以期明确H2S抗PD认知功能障碍的新机制。【方法】1.雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠颈背皮下注射ROT构建PD大鼠认知功能障碍模型;2.Y迷宫(Y-maze)实验以及莫里斯水迷宫(Morris water maze,MWM)实验评估大鼠认知功能;3.苏木素-伊红染色(Hematoxylin-eosin staining)检测大鼠海马组织病理学形态;4.蛋白质印迹法(Western blot)检测大鼠海马组织坏死性凋亡相关蛋白(p-RIP1,p-RIP3,and p-MLKL)以及cGAS-STING信号通路相关蛋白(cGAS,STING,p-TBK1,p-IRF3,and p-P65)的表达水平;5.酶联免疫吸附试验(Enzyme-linked immuno sorbent assay)检测大鼠海马组织白介素-6(Interleukin-6,IL-6)、白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)、干扰素-β(Interferon beta,IFN-β)和肿瘤坏死因子-α(Tumor necrosis factor-alpha,TNF-α)水平。【结果】1.H2S改善PD大鼠认知功能障碍ROT(2 mg/kg)处理致使SD大鼠在Y迷宫实验中的自发交替率降低,在WMW实验中的穿越平台次数和目标象限停留时间减少,表明ROT诱导的PD认知功能障碍大鼠模型建立成功;Na HS(30,100μmol/kg,i.p.)逆转PD认知功能障碍大鼠在Y迷宫实验中自发交替率的降低以及在WMW实验中穿越平台次数和目标象限停留时间的减少,表明H2S具有改善PD大鼠认知功能障碍的作用。2.H2S抑制PD认知功能障碍大鼠海马坏死性凋亡ROT诱导的PD认知功能障碍大鼠海马组织损伤严重,坏死性凋亡相关蛋白p-RIP1、p-RIP3和p-MLKL的表达水平增加,坏死性凋亡相关炎症因子IL-6和IL-1β的水平增加。给予Na HS(30,100μmol/kg,i.p.)后,PD认知功能障碍大鼠海马组织损伤减轻,坏死性凋亡相关蛋白p-RIP1、p-RIP3和p-MLKL的表达水平降低,坏死性凋亡相关炎症因子IL-6和IL-1β的水平降低。上述结果表明H2S抑制PD认知功能障碍大鼠海马坏死性凋亡。3.H2S抑制PD认知功能障碍大鼠海马cGAS-STING信号通路ROT诱导的PD认知功能障碍大鼠海马组织中cGAS-STING信号通路关键蛋白cGAS和STING的表达水平增加,cGAS-STING信号通路激活相关蛋白p-TBK1、p-IRF3和p-P65的表达水平增加,且cGAS-STING信号通路激活产物IFN-β和TNF-α的水平增加。给予Na HS(30,100μmol/kg,i.p.)后,PD认知功能障碍大鼠海马组织中cGAS、STING、p-TBK1、p-IRF3和p-P65的表达水平降低,且IFN-β和TNF-α的水平下降,表明H2S可抑制PD认知功能障碍大鼠海马cGAS-STING信号通路。【结论】H2S对PD大鼠认知功能障碍的改善作用涉及抑制海马坏死性凋亡和cGAS-STING信号通路。
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