Arginase1敲低通过增强Aβ降解和减轻神经炎症改善APP/PS1小鼠认知功能

作者：王清波; 唐姣玲; 郭开华; 徐杰^*

来源：中山大学学报(医学科学版), 2022, 43(03): 352-360.

DOI：10.13471/j.cnki.j.sun.yat-sen.univ(med.sci).2022.0303

• 精氨酸酶1
• APP/PS1转基因小鼠
• β-淀粉样蛋白

【目的】探讨表达 M2 型小胶质细胞标志物精氨酸酶 1(Arginase1,Arg1)敲低对阿尔茨海默病模型小鼠(APP/PS1)认知功能的影响。【方法】采用 Arginase1 基因工程小鼠，分为 C57BL/6 对照组(WT)、Arginase1 低表达组(Arg1+/-)、阿尔茨海默病小鼠模型组(APP/PS1)、Arginase1、APP/PS1 转基因小鼠 Arginase1 低表达组(Arg1+/-；APP/PS1)，旷场实验(OFT)、Morris水迷宫(MWM)实验分别测试小鼠自主活动和适应能力、学习记忆能力，硫磺素 S染色法和免疫荧光染色法检测小鼠脑内 β-淀粉样蛋白(Aβ)沉积；小鼠海马区域 Arginase1，小胶质细胞特征性标志物离子钙接头蛋白分子 1(Iba1)、跨膜蛋白 119(Tmem119)及溶酶体蛋白(CD68)表达量；ELISA 法检测海马和皮质组织Aβ1-40、Aβ1-42表达量，蛋白免疫印迹(Western blot)法检测淀粉样蛋白前体蛋白(APP)、APP-β 位点剪切酶(BACE)、脑啡肽酶(NEP)、白细胞介素-1β(IL-1β)表达量。【结果】OFT结果显示，与 APP/PS1组比较 Arg1+/-；APP/PS1组在中央格区域的持续时间和运动频率明显增高(P<0.001);MWM实验结果显示，与APP/PS1组比较Arg1+/-；APP/PS1组小鼠逃避潜伏期明显减少(P<0.001)、目标象限停留时间和距离及穿越平台次数均明显增多(均 P<0.05)；硫磺素 S 和免疫荧光染色法测定，与 APP/PS1组比较 Arg1+/-；APP/PS1组海马区域 Aβ水平显著降低(P<0.001)，与 APP/PS1组比较 Arg1+/-；APP/PS1 组海马区域小胶质细胞表达 CD68 增多(P=0.039 2,P=0.000 3);ELISA 与 Western blot 结果显示，与 APP/PS1组比较，Arg1+/-；APP/PS1组 Aβ1-40、Aβ1-42、APP、IL-1β水平下降，NEP蛋白表达量增加(P<0.000 1),BACE蛋白表达量无明显差异(P=0.497 7)。【结论】在 APP/PS1 模型小鼠中，下调 Arginase1 可能促进脑内小胶质细胞激活，上调Aβ降解酶NEP水平，减少脑内Aβ沉积和神经炎症，从而提高AD模型小鼠空间学习能力。

• 单位
  中山大学中山医学院; 解剖学教研室