基于mTOR信号通路探讨首乌丸对D-半乳糖衰老大鼠海马神经元突触可塑性的影响

目的 探讨首乌丸基于哺乳动物雷帕霉素靶蛋白（mTOR）信号通路对D-半乳糖衰老大鼠海马神经元突触可塑性的影响。方法 将50只SPF级SD雄性大随机分为正常组、模型组、维生素E组、首乌丸低剂量组及首乌丸高剂量组，除正常组外，其余4组均用D-半乳糖（120 mg·kg^-1）制造衰老模型，同时给予维生素E（0.018 g·kg^-1），首乌丸低、高剂量（1.08、2.16 g·kg^-1）灌胃。造模6周后Morris水迷宫检测行为学变化，取全脑、海马组织，免疫组化检测海马突触后密度蛋白-95（PSD-95）、突触素（SYN）的表达，高尔基染色观察大鼠神经元形态及功能的变化，蛋白免疫印迹法（Western blot）检测海马组织中mTOR、磷酸化（p）-mTOR、p70核糖体蛋白S6激酶（p70S6K）、磷酸化（p）-p70S6K、真核翻译起始因子4E结合蛋白2（4EBP2）、磷酸化（p）-4EBP2蛋白表达，实时荧光定量聚合酶链式反应（Real-time PCR）检测海马mTOR、p70S6K、4EBP2 mRNA表达水平。结果 与正常组比较，模型组大鼠平均游泳速度减慢（P<0.01），游泳总路程延长（P<0.05），上平台潜伏期延长（P<0.01），穿越平台次数明显减少（P<0.01），海马CA1区PSD-95、SYN蛋白表达下降（P<0.01），染色效果最淡，区域最小，在同心圆距胞体100、140、180、200 μm时，海马神经元树突与同心圆交点数量减少（P<0.01），树突棘长度及密度均下降（P<0.01），p-mTOR、p-p70S6K蛋白表达升高（P<0.01），4EBP2、p-4EBP2蛋白表达显著下降（P<0.01），mTOR、p70S6K mRNA表达上升（P<0.01），4EBP2 mRNA表达降低（P<0.01）。与模型组比较，首乌丸低、高剂量组大鼠的平均游泳速度加快（P<0.01），上平台潜伏期缩短（P<0.01），穿越平台次数增加（P<0.01），海马CA1区PSD-95、SYN蛋白表达升高（P<0.01），在同心圆距胞体100、140、180、200 μm时，海马神经元树突与同心圆交点数量增加（P<0.01），首乌丸低、高剂量组大鼠的树突棘数量、长度、密度均升高（P<0.01），p-mTOR、p-p70S6K蛋白表达下降（P<0.01），4EBP2、p-4EBP2蛋白表达升高（P<0.05，P<0.01），mTOR、p70S6K mRNA表达降低（P<0.01），4EBP2 mRNA表达显著升高（P<0.01）。结论 首乌丸能够改善D-半乳糖模型大鼠的学习记忆能力，增强突触可塑性相关蛋白表达，改善神经元形态，修复神经功能，减少神经元凋亡，抑制mTOR信号通路，延缓脑衰老。