葡萄籽原花青素对孤独症模型鼠行为及海马PI3K/AKT通路的影响

目的:本研究旨在探讨葡萄籽原花青素(grape seed proanthocyanidins,GSP)的不同干预时长对孤独症(autism spectrum disorder,ASD)模型鼠的行为以及海马中磷脂酰肌醇3-激酶(phosphatidylinositol 3-protein kinase,PI3K)、蛋白激GSI-IX核磁酶B(protein kinase B,PKB或AKT)及其磷酸化水平的影响,探究葡萄籽原花青素改善孤独症模型鼠行为的最佳干预时长及潜在的药物作用机制,从而为葡萄籽原花青素治疗ASD提供新思路和新方向。方法:本研究选取30只清洁级Wistar大鼠(其中雄性大鼠10只,雌性大鼠20只),在参考了Schneider孤独症模型鼠的造模方法之后,以雌雄2:1的比例进行合笼,次日清晨以查到阴栓记为妊娠第1天(E1),随后分笼单独饲养。对怀孕12.5天的Wistar大鼠腹腔注射丙戊酸钠(valproic acid,VPA),剂量为600mg/kg(依250g/L溶于生理盐水中),从而来进行孤独症模型鼠的制备,正常组腹腔注射等量生理盐水。通过记录仔鼠的发育学与行为学来对大鼠进行鉴定。采用随机数字表法,将14日龄仔鼠模型组仔鼠随机分成葡萄籽原花青素干预组GSP-I组、GSP-II组以及孤独症模型对照组VPA-I组、VPA-II组,将正常组大鼠随机分成NS-I组、NS-II组。GSP-I组与GSP-II组从P14开始每日灌胃葡萄籽原花青素100 mg/kg(葡萄籽原花青素用生理盐水配成10mg/m L的溶液),分别持续14天和21天;分别对模型对照组(VPA-I组、VPA-II组)和正常组(NS-I组、NS-II组)每日灌胃等量生理盐水,每组内两小组分别持续14天和21天。各组所有仔鼠均在相同环境下给予充足的饲料和水进行饲养,观察并记录生长发育及行为学数据。于P28、P35进行发育与行为学检测,采用HE染色检测海马神经元形态学变化,应用免疫荧光进行PI3K、AKT蛋白定位和定量的检测,采用蛋白质印迹法WB来检测海马PI3K、AKT、p-PI3K、p-AKT蛋白的表达情况。结果:1.孤独症模型组孕鼠产LY2835219浓度仔数量减少,且存在流产现象;2.模型组与正常组相比,各日龄体重均较低;睁眼时间较晚,出现延迟的情况,并且完成方向趋向性测试所需的时间较长。模型组与正常组相比,出现重复刻板行为、社会交流、社会交往障碍以及学习记忆障碍,逃避潜伏期增加,但穿越平台次数无明显差异。与正常组相比,VPA-I组仔鼠海马组织CA3区神经元细胞肿胀,出现空泡情况,杂乱无序,排列疏松;VPA-II组散在个别海马神经元细胞肿胀,排列无序。对于PI3K的平均荧光强度,VPA-I组略高于NS-I组,VPA-II组略高于NS-II组,对于AKT的平均荧光强度,VPA-I组与NS-I组相似,VPA-II组略低于NS-II组,但均无Medicopsis romeroi明显差异。与正常组相比,VPA-I组PI3K、AKT、p-PI3K和p-AKT较正常组表达增高,除AKT蛋白表达无明显差异外,其余均存在统计学差异;VPA-II组PI3K、AKT较正常组表达降低,而pPI3K和p-AKT较正常组表达升高,除p-AKT蛋白表达无统计学差异外,其余均存在统计学差异。3.葡萄籽原花青素干预后,与VPA-I组相比,GSP-I组体重增加、重复刻板行为的累计时间缩短,嗅闻社会性液体气味时间增加,逃避潜伏期降低,然而尽管脑重,穿越平台次数,在目标象限停留的时间有所增加,但均无统计学意义;与VPA-II组相比,GSP-II组体重、脑重增加,重复刻板行为的累计时间缩短,嗅闻社会性液体气味时间增加,第1、2天的逃避潜伏期降低,但第3、4天逃避潜伏期均无明显差异,此外,目标象限停留时间增加,穿越平台次数有所增加。4.葡萄籽原花青素干预后,GSPI组海马组织CA3区神经元较VPA-I组细胞间隙减小,排列相对整齐,GSP-II组海马组织CA3区神经元较VPA-II组则无明显区别。在免疫荧光检测中,GSP-I组PI3K的平均荧光强度较VPA-I组略低,GSP-I组AKT的平均荧光强度较VPA-I组高,GSPII组PI3K与AKT的平均荧光强度较VPA-II组略高,但以上均无明显区别。5.葡萄籽原花青素干预后,28日龄时,GSP-I组PI3K、AKT、p-PI3K较VPA-I组降低,GSPI组p-AKT较VPA-I组升高,然而GSP-I组AKT较VPA-I组降低但无统计学意义;35日龄时,GSP-II组PI3K较VPA-II组降低,而GSP-II组AKT、p-PI3K、p-AKT较VPA-II组升高,仅PI3K和p-PI3K存在统计学意义。结论:1.葡萄籽原花青素干预能够改善孤独症模型鼠的重复刻板行为以及学习记忆能力;2.葡萄籽原花青素干预后,孤独症模型鼠海马PI3K蛋白表达降低;3.不同葡萄籽原花青素干预时间对孤独症模型鼠的行为和海马PI3K/AKT的影响也不同,28日龄与35日龄均存在一定的改善效果,本研究中,28日龄对行为以及PI3K的干预效果相对较好。