二甲雙胍對(duì)高原低氧認(rèn)知損傷的保護(hù)效應(yīng)及其作用機(jī)制的研究.pdf

1、大腦是對(duì)缺氧最敏感的器官。當(dāng)從平原地區(qū)進(jìn)入高原地區(qū)時(shí)，隨著海拔升高環(huán)境中含氧量下降，大腦得不到充足的氧氣造成腦組織損傷，繼而引起感知、學(xué)習(xí)、記憶等認(rèn)知功能的下降。因此，如何防治高原環(huán)境下認(rèn)知能力的損傷成為亟待解決的問(wèn)題之一。二甲雙胍是目前治療 II型糖尿病的一線藥物。近年來(lái)一些研究發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍在多種疾病模型中，如阿爾茨海默、帕金森疾病，具有神經(jīng)保護(hù)作用；同時(shí)，還能夠改善缺血再灌注造成的腦組織損傷，以及促進(jìn)成年小鼠腦內(nèi)神經(jīng)發(fā)生，提高反向

2、的空間記憶等。關(guān)于二甲雙胍對(duì)高原低氧造成的認(rèn)知損傷是否具有保護(hù)作用尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究觀察了二甲雙胍對(duì)高原低氧環(huán)境暴露導(dǎo)致的認(rèn)知損傷的保護(hù)作用；并初步探討了可能的作用機(jī)制。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
　　1.二甲雙胍對(duì)高原低氧認(rèn)知損傷的保護(hù)效應(yīng)及其作用機(jī)制的研究
　　1.1、二甲雙胍預(yù)處理能顯著改善大鼠的低氧暴露導(dǎo)致的認(rèn)知損傷
　　急性低氧處理后大鼠學(xué)習(xí)記憶能力顯著下降，水迷宮實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)在低氧后大鼠潛伏期、穿越平臺(tái)次數(shù)下降

3、；新物體實(shí)驗(yàn)表現(xiàn)在大鼠對(duì)新物體識(shí)別指數(shù)顯著下降。然而，經(jīng)二甲雙胍預(yù)處理能顯著改善大鼠的低氧暴露導(dǎo)致的認(rèn)知損傷。
　　1.2、二甲雙胍對(duì)高原低氧造成的腦組織形態(tài)損傷的保護(hù)作用
　　急性高原低氧后大鼠出現(xiàn)顯著的腦組織損傷，皮層和海馬部位出現(xiàn)細(xì)胞腫脹，細(xì)胞間隙增寬、細(xì)胞核固縮深染、神經(jīng)元數(shù)目減少等現(xiàn)象，而二甲雙胍預(yù)處理后低氧組能有效逆轉(zhuǎn)以上變化。該結(jié)果表明急性高原低氧可導(dǎo)致腦組織病理學(xué)損傷，二甲雙胍可保護(hù)低氧造成的腦組織損傷。

4、r>　　1.3、二甲雙胍及高原低氧處理對(duì)大鼠學(xué)習(xí)記憶相關(guān)基因表達(dá)的影響
　　二甲雙胍預(yù)處理能顯著逆轉(zhuǎn)由急性低氧導(dǎo)致的JUNB基因轉(zhuǎn)錄上調(diào)，HOMER、PSD95基因轉(zhuǎn)錄下調(diào)。提示二甲雙胍對(duì)高原低氧認(rèn)知損傷的保護(hù)可能是通過(guò)對(duì)即刻反應(yīng)基因、突觸結(jié)構(gòu)基因轉(zhuǎn)錄的調(diào)節(jié)來(lái)發(fā)揮作用的。
　　2.二甲雙胍對(duì)PC12細(xì)胞低氧損傷的保護(hù)作用研究
　　2.1、低氧對(duì)PC12細(xì)胞的損傷效應(yīng)
　　我們首先利用結(jié)晶紫染色和流式細(xì)胞儀觀察了低

5、氧對(duì)PC12細(xì)胞的損傷效應(yīng)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，O2濃度為0.3%的物理低氧可對(duì)PC12細(xì)胞產(chǎn)生時(shí)間依賴性的損傷效應(yīng)。
　　2.2、二甲雙胍預(yù)處理對(duì)PC12細(xì)胞低氧損傷的保護(hù)作用
　　CCK8法測(cè)定細(xì)胞活力結(jié)果顯示，二甲雙胍預(yù)處理對(duì)低氧造成的PC12細(xì)胞損傷具有保護(hù)作用，在0.3mM和3 mM劑量范圍內(nèi)，其保護(hù)效應(yīng)具有劑量依賴性。Annexin-V/PI染色并經(jīng)流式分析發(fā)現(xiàn)，二甲雙胍預(yù)處理對(duì)低氧誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡也具有抑制作用，二甲雙胍聯(lián)

6、合低氧處理組細(xì)胞的凋亡率較單純低氧組顯著降低。以上結(jié)果表明，二甲雙胍預(yù)處理對(duì)低氧誘導(dǎo)的PC12細(xì)胞損傷具有保護(hù)效應(yīng)。
　　2.3、二甲雙胍激活A(yù)MPK通路
　　我們采用蛋白印跡的方法觀察二甲雙胍對(duì)PC12細(xì)胞內(nèi)AMPK激酶的活化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，二甲雙胍處理細(xì)胞12 h后，細(xì)胞內(nèi)的AMPK信號(hào)蛋白即被活化，表現(xiàn)在p-AMPK(Thr172)水平升高，這說(shuō)明二甲雙胍處理PC12細(xì)胞后，AMPK信號(hào)通路被激活。
　　2.

7、4、 AMPK選擇性抑制劑復(fù)合物C（Compound C）阻斷二甲雙胍的保護(hù)效應(yīng)
　　進(jìn)一步我們給予AMPK激酶選擇性抑制劑復(fù)合物C預(yù)處理細(xì)胞1 h，然后再觀察二甲雙胍的保護(hù)效應(yīng)。結(jié)晶紫染色和蛋白印跡實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)，復(fù)合物 C處理后，二甲雙胍對(duì)凋亡的抑制作用被阻斷。
　　結(jié)論：
　　本研究首次發(fā)現(xiàn)了二甲雙胍可以有效逆轉(zhuǎn)高原低氧造成的大鼠認(rèn)知能力損傷，并可改善低氧導(dǎo)致的神經(jīng)元損傷，HOMER、PSD95等調(diào)控學(xué)習(xí)記憶相關(guān)基