跑台训练通过SIRT1/PGC-1α/Nrf2通路抑制模拟失重大鼠前额叶皮质神经元铁死亡

摘要

目的:探讨跑台训练是否通过增强沉默信息调节因子1（SIRT1）/过氧化物酶体增殖物激活受体γ共激活因子1α（PGC-1α）/核因子E2相关因子2（Nrf2）信号通路蛋白表达抑制铁死亡，进而改善尾吊失重大鼠的认知障碍。方法:SD大鼠分为对照组（Control）、尾吊组（TS）及尾吊+跑台训练组（TS+EX）。采用尾部悬吊法建立大鼠模拟失重模型，TS+EX组大鼠接受4周中等强度跑台训练。采用八臂迷宫实验（RAM）及新物体识别实验（NOR）评估大鼠的认知功能，尼氏染色观察大鼠前额叶皮质神经元病理学改变，利用商品化试剂盒检测大鼠前额叶皮质中超氧化物歧化酶（SOD）、谷胱甘肽（CSH）、丙二醛（MDA）和亚铁离子(Fe²⁺)水平的变化，Western blot检测前额叶皮质SIRT1、PGC-1α、Nrf2及谷胱甘肽过氧化物酶4（GPX4）蛋白的表达情况。结果:与对照组比较，TS组大鼠新物体识别指数（NOI）显著下降（P<0.05）,参考记忆错误次数增多，完成八臂迷宫时间延长（P<0.05）;TS组大鼠前额叶皮质神经元排列紊乱；Fe²⁺含量及MDA水平增加，SOD活性及GSH水平和SIRT1、PGC-1α、Nrf2及GPX4蛋白表达水平均显著降低（P<0.05）。跑台训练可改善尾吊大鼠的认知功能、前额叶皮质组织病理损伤减轻，且相较于TS组大鼠，TS+EX组大鼠前额叶皮质Fe²⁺及MDA水平降低，SOD活性及SIRT1、PGC-1α、Nrf2、GPX4蛋白表达水平明显增加（P<0.05）。结论:跑台训练可改善尾吊失重大鼠认知障碍，其机制可能与其上调前额叶皮质SIRT1/PGC-1α/Nrf2信号通路蛋白表达，进而抑制脂质过氧化及铁死亡，从而减轻前额叶皮质组织损伤，发挥神经保护作用有关。

关键词

跑台训练 / 尾吊模拟失重 / 认知障碍 / SIRT1/PGC-1α/Nrf2信号通路 / 铁死亡 / 大鼠

基金资助

山西省自然科学基金(20210302123060)