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

Abstract

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。

Keywords

• 精氨酸酶1;APP/PS1转基因小鼠;β-淀粉样蛋白