苦参碱通过PTEN调控PI3K/AKT信号通路减轻慢性脑缺血所致认知功能障碍

摘要

目的 探讨苦参碱(Matrine)对慢性脑缺血(chronic brain ischemia, CCI)大鼠认知功能障碍及磷酸酯酶肿瘤抑制基因(gene of phosphate and tension homology deleted on chromosome ten, PTEN)/磷脂酰肌醇-3-羟激酶(phosphatidylinositol-3-hydroxykinase, PI3K)/AKT信号通路的影响。方法 选择SPF级SD大鼠，应用动脉永久结扎(Two-vessel occlusion, 2-VO)法建立CCI大鼠模型。将大鼠随机分为7组：假手术组(Sham组)、脑缺血组(CCI组)、苦参碱低剂量组(Matrine-L组)、苦参碱中剂量组(Matrine-M组)、苦参碱高剂量组(Matrine-H组)、苦参碱+PTEN病毒过表达组(Matrine+AAV-PTEN组)和苦参碱+病毒空载体组(Matrine+AAV-NC组)。2-VO法术后第1天开始腹腔注射3种不同剂量苦参碱，每天1次，连续8周。用PPI分析苦参碱可能的靶点。分子对接验证苦参碱和PTEN的结合活性。Morris水迷宫实验观察苦参碱对CCI大鼠认知功能的影响。神经功能评分和尼氏染色观察神经损伤。ELISA测定海马组织中枢神经特异蛋白(s-100β)和神经元特异性烯醇化酶(neuron specific enolase, NSE)水平。免疫荧光检测PTEN和神经元(neuron, NeuN)共定位。TUNEL染色检测神经元凋亡。结果 苦参碱可以通过氨基酸残基ARG-173、GLU-299、ILE-303和TYR-176稳定地结合到PTEN蛋白结构上。中剂量苦参碱对CCI大鼠治疗效果最佳。CCI组较Sham组逃避潜伏期显著缩短(P<0.01)。Matrine组较CCI组较大鼠逃避潜伏期显著延长(P<0.01)。而Matrine+AAV-PTEN组较Matrine组大鼠逃避潜伏期缩短(P<0.01)。CCI组较Sham组神经功能评分较差，细胞萎缩，s-100β和NSE表达升高，神经元凋亡增加(P<0.01)。Matrine较CCI组神经功能评分提高，细胞形态恢复，s-100β和NSE表达降低，神经元凋亡减少(P<0.01)。然而在Matrine组基础上给予AAV-PTEN后，Matrine的保护作用被逆转(P<0.01)。结论 Matrine能改善CCI大鼠认知障碍，这可能与抑制PTEN/PI3K/AKT信号通路有关。

关键词

慢性脑缺血 / 认知功能障碍 / 苦参碱 / PTEN / PI3K