二甲雙胍對高原低氧認知損傷的保護效應及其作用機制的研究.pdf

1、大腦是對缺氧最敏感的器官。當從平原地區(qū)進入高原地區(qū)時，隨著海拔升高環(huán)境中含氧量下降，大腦得不到充足的氧氣造成腦組織損傷，繼而引起感知、學習、記憶等認知功能的下降。因此，如何防治高原環(huán)境下認知能力的損傷成為亟待解決的問題之一。二甲雙胍是目前治療 II型糖尿病的一線藥物。近年來一些研究發(fā)現，二甲雙胍在多種疾病模型中，如阿爾茨海默、帕金森疾病，具有神經保護作用；同時，還能夠改善缺血再灌注造成的腦組織損傷，以及促進成年小鼠腦內神經發(fā)生，提高反向

2、的空間記憶等。關于二甲雙胍對高原低氧造成的認知損傷是否具有保護作用尚未見報道。本研究觀察了二甲雙胍對高原低氧環(huán)境暴露導致的認知損傷的保護作用；并初步探討了可能的作用機制。
　　實驗結果如下：
　　1.二甲雙胍對高原低氧認知損傷的保護效應及其作用機制的研究
　　1.1、二甲雙胍預處理能顯著改善大鼠的低氧暴露導致的認知損傷
　　急性低氧處理后大鼠學習記憶能力顯著下降，水迷宮實驗表現在低氧后大鼠潛伏期、穿越平臺次數下降

3、；新物體實驗表現在大鼠對新物體識別指數顯著下降。然而，經二甲雙胍預處理能顯著改善大鼠的低氧暴露導致的認知損傷。
　　1.2、二甲雙胍對高原低氧造成的腦組織形態(tài)損傷的保護作用
　　急性高原低氧后大鼠出現顯著的腦組織損傷，皮層和海馬部位出現細胞腫脹，細胞間隙增寬、細胞核固縮深染、神經元數目減少等現象，而二甲雙胍預處理后低氧組能有效逆轉以上變化。該結果表明急性高原低氧可導致腦組織病理學損傷，二甲雙胍可保護低氧造成的腦組織損傷。

4、r>　　1.3、二甲雙胍及高原低氧處理對大鼠學習記憶相關基因表達的影響
　　二甲雙胍預處理能顯著逆轉由急性低氧導致的JUNB基因轉錄上調，HOMER、PSD95基因轉錄下調。提示二甲雙胍對高原低氧認知損傷的保護可能是通過對即刻反應基因、突觸結構基因轉錄的調節(jié)來發(fā)揮作用的。
　　2.二甲雙胍對PC12細胞低氧損傷的保護作用研究
　　2.1、低氧對PC12細胞的損傷效應
　　我們首先利用結晶紫染色和流式細胞儀觀察了低

5、氧對PC12細胞的損傷效應，結果發(fā)現，O2濃度為0.3%的物理低氧可對PC12細胞產生時間依賴性的損傷效應。
　　2.2、二甲雙胍預處理對PC12細胞低氧損傷的保護作用
　　CCK8法測定細胞活力結果顯示，二甲雙胍預處理對低氧造成的PC12細胞損傷具有保護作用，在0.3mM和3 mM劑量范圍內，其保護效應具有劑量依賴性。Annexin-V/PI染色并經流式分析發(fā)現，二甲雙胍預處理對低氧誘導的細胞凋亡也具有抑制作用，二甲雙胍聯

6、合低氧處理組細胞的凋亡率較單純低氧組顯著降低。以上結果表明，二甲雙胍預處理對低氧誘導的PC12細胞損傷具有保護效應。
　　2.3、二甲雙胍激活AMPK通路
　　我們采用蛋白印跡的方法觀察二甲雙胍對PC12細胞內AMPK激酶的活化情況。實驗結果表明，二甲雙胍處理細胞12 h后，細胞內的AMPK信號蛋白即被活化，表現在p-AMPK(Thr172)水平升高，這說明二甲雙胍處理PC12細胞后，AMPK信號通路被激活。
　　2.

7、4、 AMPK選擇性抑制劑復合物C（Compound C）阻斷二甲雙胍的保護效應
　　進一步我們給予AMPK激酶選擇性抑制劑復合物C預處理細胞1 h，然后再觀察二甲雙胍的保護效應。結晶紫染色和蛋白印跡實驗結果證實，復合物 C處理后，二甲雙胍對凋亡的抑制作用被阻斷。
　　結論：
　　本研究首次發(fā)現了二甲雙胍可以有效逆轉高原低氧造成的大鼠認知能力損傷，并可改善低氧導致的神經元損傷，HOMER、PSD95等調控學習記憶相關基