特异性敲除兴奋性神经元 AMPKα1基因对小鼠大脑能量代谢及认知功能的影响

作者：贾微微; 林冰冰; 陈乐文; 戴雅玲; 林华伟; 何肖君; 梁胜祥^*; 王志福; 柳维林

来源：中华神经医学杂志, 2021, 20(05): 433-439.

• 腺苷酸活化蛋白激酶α1亚基
• 能量代谢
• 认知功能
• 条件性基因敲除
• Cre-loxP重组酶系统

目的探讨Cre-loxP重组酶系统构建的兴奋性神经元腺苷酸活化蛋白激酶α1(AMPKα1)基因特异性敲除模型小鼠大脑能量代谢及认知功能的改变。方法将杂交繁育获得的16只基因型为AMPKα1flox/flox/Camk2a-Cre/ERT2的6月龄小鼠按随机数字表法分为AMPKα1敲除组(n=8)与AMPKα1野生组(n=8), AMPKα1敲除组小鼠每天腹腔注射0.1 mL他莫昔芬(20 mg/mL, 溶于玉米油)以控制AMPKα1基因在兴奋性神经元中的敲除, AMPKα1野生组小鼠每天腹腔注射等量玉米油以作对照。连续注射5 d, 并等待7 d后分别采用Morris水迷宫和T迷宫实验检测2组小鼠的空间学习记忆及空间工作记忆能力, 采用化学交换饱和转移成像(CEST)观察2组小鼠海马及海马周围皮层的葡萄糖代谢情况, 采用Western blotting实验检测2组小鼠海马及海马周围皮层的AMPKα1、谷氨酸受体1(GluR1)蛋白表达情况。结果与AMPKα1野生组比较, AMPKα1敲除组小鼠第3、4天的逃避潜伏期明显延长[(13.90±3.72) svs. (22.40±6.28) s;(11.95±3.86) svs. (22.39±9.77) s], 穿越平台次数明显减少[(5.25±1.83)次vs. (1.75±1.28)次], 自由交替率明显降低[(73.21±9.16)%vs. (48.21±11.29)%], 海马及海马周围皮层的葡萄糖代谢水平明显降低(2.77±0.67vs. 1.51±0.81;2.42±0.95vs. 1.31±0.83), 海马及海马周围皮层AMPKα1、GluR1蛋白表达明显降低(AMPKα1:0.70±0.05vs. 0.49±0.03, 0.98±0.04vs. 0.64±0.06;GluR1:1.22±0.18vs. 0.60±0.11, 0.96±0.08vs. 0.79±0.04), 差异均有统计学意义(P<0.05)。结论特异性敲除兴奋性神经元AMPKα1基因可导致小鼠大脑葡萄糖代谢异常, 从而引起其认知功能障碍, 其机制可能与能量代谢障碍引起兴奋性突触障碍有关。

• 单位
  福建中医药大学