冰菖散通过Nrf2/HO-1信号通路改善APP/PS1阿尔茨海默病小鼠铁死亡及认知功能障碍的研究

摘要

目的 探讨吸嗅冰菖散通过调节Nrf2/HO-1信号通路来改善阿尔茨海默病（AD）小鼠的铁死亡和认知功能障碍。方法 30只APP/PS1小鼠随机分为模型组（APP/PS1组）、冰菖散低剂量组（BCS-L组）和冰菖散高剂量组（BCS-H组）,10只同窝阴性小鼠作为空白组（WT组）。WT组和APP/PS1组进行纯水雾化给药处理；BCS-L组和BCS-H组每日雾化给药0.5、1μL冰菖散吸嗅剂，每日10 min,持续2周。给药2周后进行水迷宫实验来判断各组小鼠空间认知能力，水迷宫实验后处死小鼠，取大脑组织进行Aβ_1-42免疫荧光和磷酸化Tau蛋白（P-tau）免疫组化及尼氏染色；提取海马组织进行Western blot、qPCR检测Keap1、Nrf2、HO-1、GPX4、SCL7A11、TFRC、DMT1、FTL、FTH1的蛋白和mRNA表达水平；提取大脑组织进行GSH试剂盒检测。结果 BCS各组逃避潜伏期缩短，平台所在象限活动时间和穿越平台次数增加。相对于APP/PS1组，BCS各组小鼠的海马CA1区和皮层中的Aβ_1-42和P-tau表达水平显著降低（P<0.05,P<0.01）。尼氏染色显示，BCS各组神经元排列较为紧密，有较多尼氏体。在海马组织中，相比于未处理的APP/PS1小鼠，BCS各组在Nrf2、HO-1、SLC7A11、GPX4、FTL的蛋白和mRNA表达水平上均有显著提升（P<0.05,P<0.01）,BCS-L组FTH1的蛋白和mRNA水平有提升，但无显著意义，同时TFRC、DMT1、Keap1的表达水平显著下调（P<0.05,P<0.01）。此外，BCS各组能有效恢复其大脑中GSH的含量（P<0.05,P<0.01）。结论 吸嗅BCS可以改善APP/PS1小鼠认知功能障碍。BCS可以激活Nrf2/HO-1通路，增加GPX4的表达，并通过抑制Keap1来增强Nrf2的转录活性，从而提高SLC7A11的表达并恢复GSH的含量，有效对抗铁死亡。同时，冰菖散还能有效抑制TFRC和DMT1,上调FTL和FTH1的表达，进而维持细胞内铁的稳态平衡，有助于减轻铁死亡对APP/PS1小鼠的影响，可改善AD小鼠的认知功能。

关键词

阿尔茨海默病 / 铁死亡 / Nrf2/HO-1信号通路 / 冰菖散 / 吸嗅