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SRC-1在雌性大鼠脑内的表达及其对海马PSD-95调节的初步研究

张东梅

   雌激素对中枢神经系统有重要影响。在胚胎时期,雌激素是决定中枢性别二态性的重要因素;在青春期,雌激素可诱导突触可塑性和卵巢周期发生季节性改变;而老化过程中雌激素减少可导致认知功能障碍,并可能引起神经和精神方面的紊乱。雌激素及其核受体对突触可塑性和学习记忆具有重要调节作用,而上述活动被认为是通过核受体的辅助活化因子介导的。 SRC-1是雌激素受体的辅助活化因子之一,广泛表达于胚胎和成年动物脑内,它能以配体依赖的方式增强多种核受体的转录活动,对神经系统的发育和功能具有重要作用。SRC-1基因敲除新生小鼠表现为浦肯野细胞发育延迟,而成年小鼠则表现为中度运动障碍、骨骼肌对雌激素刺激的反应消失及下丘脑-垂体-肾上腺轴功能改变等。抑制下丘脑SRC-1表达可干扰新生大鼠脑去雌性化活动,从而导致下丘脑内性别二态性核团显著减小。而生理性老化是否会影响SRC-1在脑内的表达尚不清楚,因此我们首先利用免疫组化染色技术检测了SRC-1蛋白质在青年和老年雌性大鼠脑内的分布情况,以明确SRC-1在不同脑区的表达水平及其在老化过程中的改变。 海马是与学习记忆相关的重要脑区,其神经元的突触可塑性是影响学习记忆和认知能力的关键因素。雌激素及其核受体在海马有高水平的表达,二者通过捕获包括SRC-1在内的多种辅助活化因子调节海马神经元的兴奋性、突触发生和突触可塑性及基于海马的学习记忆。已有研究发现,SRC-1 mRNA和蛋白质均在海马有高表达,并利用原位杂交技术检测了SRC-1 mRNA在生后1天到成年小鼠脑内的表达情况,但是海马内SRC-1蛋白质的发育学表达模式及SRC-1是否对海马突触可塑性具有调节作用尚未见报道。 海马内的雌激素主要是透过血脑屏障的循环雌激素,但近年来的研究发现成年海马神经元自身也能利用胆固醇合成雌二醇,加之有研究认为SRC-1在海马的表达不受糖皮质激素和动情周期的影响,上述证据均提示有必要深入研究不同来源雌激素对海马突触可塑性的影响。 为了阐明上述问题,我们进一步研究了SRC-1及突触后蛋白PSD-95在生后不同发育时期雌性大鼠海马内的表达变化,并通过建立大鼠卵巢切除模型研究老化过程中卵巢激素的降低是否影响海马SRC-1和PSD-95的表达。PSD-95是兴奋性突触后致密物PSD中的一种支架蛋白,在突触连接的形成和维持过程中具有重要作用,可在一定程度上反映突触发生和突触可塑性的情况。此外,还应用RNA干扰技术抑制体外培养原代海马神经元内SRC-1的表达,检测SRC-1减少对PSD-95的影响,初步探讨了SRC-1在脑内尤其是在海马突触发生和突触可塑性方面的作用。 主要结果: 1、SRC-1的免疫阳性产物广泛分布在青年雌性大鼠脑内,其表达模式与SRC-1 mRNA在小鼠脑内的分布相似。在某些脑区SRC-1的表达随老化显著降低,包括与运动调节有关的脑区,如纹状体,黑质,桥核,外侧网状核,蒲肯野细胞;与学习记忆有关的脑区,如嗅球,海马,基地前脑,蒲肯野细胞等;与神经干细胞相关的脑区如嗅球、齿状回、大脑皮层等。 2、在青年雌性大鼠的大多数脑区,SRC-1免疫阳性产物表达在细胞核,比如大脑皮质、海马。但是在某些脑区尤其是与运动调节有关的脑区SRC-1的免疫阳性产物也意外地见于细胞核以外的结构,如细胞膜和/或胞浆甚至突起。而老年脑内核外SRC-1免疫反应性明显降低。 3、SRC-1在海马内的表达随生后发育逐渐升高,新生时表达很低,之后迅速上升,P14时达到峰值,随后缓慢下降但成年时仍维持较高水平,老年时则显著性降低(p<0.05)。 4、PSD-95的发育学表达模式与SRC-1相似并高度相关,P0时表达很低,随着发育表达逐渐增高,至P30时达最高峰,成年时有所下降但仍维持较高水平,老年时显著降低(p<0.05)。 5、应用双链RNA干扰SRC-1的表达后神经元形态发生明显改变,突起减少、变短,突起之间的联系和接触减少,同时,PSD-95的表达也显著下调(p<0.05)。6、卵巢切除对海马内SRC-1的表达几乎没有影响,但可在短期内下调PSD-95的表达。 主要结论: 1、SRC-1在脑内的广泛表达提示其在脑内具有多方面的功能。老年脑内与运动调节、学习记忆、干细胞分化有关的脑区SRC-1的表达下调,提示老化过程中SRC-1表达的降低可能与老化过程中神经干细胞功能下降和神经退行性疾病的发生和进程密切相关。 2、SRC-1在青年大鼠脑内某些核团尤其是在与运动调节有关的核团如外侧网状核、桥核等的核外表达提示, SRC-1很可能通过第二信使的“非经典”途径介导类固醇激素对脑功能的快速调节。 3、海马内SRC-1的发育学表达模式与突触后蛋白PSD-95的表达相似并高度相关,提示SRC-1可能在调节海马突触可塑性中具有重要作用。脑老化时海马突触可塑性降低导致学习记忆和认知功能障碍可能与SRC-1的表达降低有关。 4、SRC-1 RNA干扰对PSD-95表达的下调及对神经元突起的影响提示,SRC-1在调节海马神经元的突触发生和突触可塑性方面具有重要作用,并可能最终影响基于海马的学习和记忆功能,甚至可能参与了神经系统退行性变的发生。 5、SRC-1的表达几乎不受卵巢切除的影响,提示海马的突触可塑性可能由海马局部合成的雌激素调节而不受循环雌激素的影响,也可能是其他激素或分子的代偿作用引起的。 总之,本研究运用免疫组织化学技术、免疫荧光双标、Western blot、RNA干扰等方法,结合神经元体外培养和卵巢切除模型,研究了SRC-1在全脑的表达定位和老化相关改变,及其在海马的发育学表达模式和对PSD-95的调节,初步探讨了SRC-1在脑内的功能和对海马突触发生、突触可塑性及基于海马的学习记忆等功能的影响。目前国内外对SRC-1的研究主要集中在其对生殖行为的中枢调控方面,尚未见有关SRC-1是否参与了海马突触可塑性的研究报道。本研究结果证明SRC-1在调节海马突触可塑性方面具有重要作用,并可能参与了某些神经系统退行性变的发生,为研究脑老化导致的神经退行性疾病提供了新的线索和思路。……   
[关键词]:类固醇激素;类固醇激素受体辅助活化因子-1;老化;卵巢切除;海马;PSD-95;突触可塑性;神经内分泌
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:第三军医大学2010年