大麻素Ⅱ型受体对LPS诱导的帕金森炎症模型小鼠的神经保护作用及机制研究

帕金森病(Parkinson’s disease,PD)是第二常见的与年龄相关的神经退行性疾病,其特征是黑质(Substantia nigra,SN)内多巴胺(Dopamine,DA)能神经元的选择性丢失。目前临床上广泛使用药物DA前体左旋多巴和DA激动剂用于PD的治疗,然而这些药物只能暂时改善临床症状,却不能预防或减缓PD的进展。在PD患者的尸检结果中发现,其SN中存在大量活化的胶质细胞和炎性细胞因子,这表明神经炎症参与了PD的发生和发展。在神经炎症过程中,胶质细胞被异常激活并产生大量的炎症因子,诱导神经元变性死亡。鉴于神经炎症在PD发病中的重要作用,有效抑制神经炎症反应将有助于PD的治疗。近年来,大麻素Ⅱ型受体(Cannabinoid receptor 2,CB_2受体)的抗炎作用受到广泛的关注。CB_2受体是内源性大麻素系统的重要组成部分,在中枢神经系统中CB_2受体主要表达在小胶质细胞和星形胶质细胞。CB_2受体由位于染色体1p36.11上的CNR2基因编码,人类全基因组关联研究分析显示,CNR2基因与PD相关。我们前期的研究发现,激活CB_2受体可以抑制1-甲基-4-苯基吡啶离子(1-methy-4-phenylpyridinium,MPP~+)引起的星形胶质细胞炎症反应。然而CB_2受体在PD的体内模型中研究较少,激活该受体能否抑制神经炎症进而对DA能神经元发挥保护作用,目前尚不清楚。本实验以C57BL/6小GSK1120212供应商鼠为研究对象,采用脑立体定位技术在小鼠中脑SN区微量注射脂多糖(Lipopolysaccharide,LPS)制备PD动物模型。选用CB_2受体激动剂JWH133进行处理。运用行为学、免疫印迹技术、免疫组化技术以及实时荧光定量PCR(Real-time fluorescence quantitative PCR,q RT-PCR)技术,旨在探讨CB_2受体在LPS诱导的PD模型中food colorants microbiota的神经保护作用及可能涉及的机制。实验结果如下:1.免疫荧光染色结果显示,CB_2受体在小鼠SN区表达。2.免疫印迹结果显示,与对照组相比,LPS组小鼠SN区CB_2受体蛋白表达上调(P<0.01)。3.爬杆结果显示,与对照组相比,LPS组小鼠的爬杆时间增加(P<0.05)。JWH133处理组小鼠的爬杆时间与LPS组相比明显减少(P<0.01)。转棒结果显示,与对照组相比,LPS组小鼠在转棒上的时间减少(P<0.05)。JWH133处理组小鼠在转棒上的时间与LPS组相比明显增加(P<0.05)。与野生型小鼠LPS组相比,CB_2受体敲除(CB_2receptor knockout,CB_2-KO)小鼠LPS组在转棒上的时间明显减少(P<0.05)。4.免疫荧光以及免疫组织化学染色结果显示,与对照组相比,LPS组小鼠SN区酪氨酸羟化酶(Tyrosine hydroxylase,TH)阳性神经元的数目和纹状体(striatum,STR)区TH阳性纤维密度降低(P<0.001)。JWH133处理组小鼠SN区TH阳性神经元和STR区TH阳性纤维与LPS组相比明显增加(P<0.001)。与野生型小鼠LPS组相比,CB_2-KO小鼠LPS组SN区TH阳性神经元和STR区TH阳性纤维明显减少(P<0.05)。同样免疫印迹结果也显示JWH133处理抑制了LPS诱导的TH蛋白表达水平的下降(P<0.05)。与野生型小鼠相比,CB2-KO小鼠SN区TH神经元更易受到LPS损伤。5.免疫荧光染色结果显示,与对照组相比,LPS组小鼠SN区小胶质细胞和星形胶质细胞激活的数量增加(P<0.001)。JWH133处理组小鼠SN区小胶质细胞和星形胶质细胞激活的数量与LPS组相比明显减少(P<0.001)。与野生型小鼠LPS组相比,CB_2-KO小鼠LPS组SN区小胶质细胞和星形胶质细胞激活的数量明显增加(P<0.05,P<0.01)。6.免疫印迹结果显示,与对照组相比,LPS组小鼠SN区诱导型一氧化氮合酶(Inducible nitric oxide synthase,i NOS)和环氧化酶-2(Cyclooxygenase-2,COX-2)表达上调(P<0.01,P<0.001)。JWH133处理组小鼠SN区i NOS蛋白和COX-2蛋白表达水平与LPS组相比明显降低(P<0.05)。与野生型小鼠LPS组相比,CB_2-KO LPS组i NOS蛋白和COX-2蛋白表达水平明显升高(P<0.05)。7.q RT-PCR结果显示,与对照组相比,LPS组小鼠SN区i NOS、COX-2、白介素-1β(Interleukin-1β,IL-1β)以及TNF-α、白介素selleck激酶抑制剂-6(Interleukin-6,IL-6)m RNA表达升高(P<0.01,P<0.001)。JWH133处理组小鼠SN区i NOS、COX-2、IL-1β以及TNF-αm RNA表达与LPS组相比明显降低(P<0.05,P<0.01)。CB_2-KO LPS组这些炎症因子的m RNA表达水平均明显高于野生型小鼠LPS组(P<0.05,P<0.01,P<0.001)。8.免疫印迹结果显示,与对照组相比,LPS组小鼠SN区Bax蛋白表达上调(P<0.001),Bcl-2蛋白表达下降(P<0.05)。与LPS组相比,JWH133处理组小鼠SN区Bax蛋白表达明显降低(P<0.05),Bcl-2蛋白表达明显升高。与野生型小鼠LPS组相比,CB_2-KO小鼠LPS组SN区Bax蛋白表达上调,Bcl-2蛋白表达降低。9.免疫印迹结果显示,与对照组相比,LPS组小鼠SN区p-Akt蛋白表达降低,p-Akt/Akt比值降低(P<0.001)。与LPS组相比,JWH133处理组Akt磷酸化水平显著增加,p-Akt/Akt比值上调(P<0.01),CB_2-KO小鼠LPS组p-Akt/Akt比值低于野生型小鼠LPS组(P<0.05)。结论:LPS处理增加了小鼠SN区CB_2受体的表达。CB_2受体缺失引起LPS诱导的SN区小胶质细胞和星形胶质细胞的激活加剧。CB_2受体激活可以抑制LPS诱导的SN区小胶质细胞和星形胶质细胞的活化,保护DA能神经元免受因神经炎症造成的损伤死亡,改善小鼠的运动功能障碍。CB_2受体可能是通过PI3K-Akt信号通路发挥神经保护作用。