δ-连环素在糖尿病大鼠海马神经元中的表达
δ-连环素在糖尿病大鼠海马神经元中的表达 【摘要】 目的 观察δ-连环素在大鼠糖尿病模型海马神经元中的表达特征。方法 根据实验需要将大鼠随机分成糖尿病组、正常对照组和缓冲剂组。按45 mg/ kg一次性尾静脉注射链脲佐菌素(溶于0.1 mol/L柠檬酸盐缓冲液)诱发糖尿病,缓 冲剂组只给予等量的缓冲液。应用免疫组织化学方法观察海马神经元的形态结构 变化，并应用计算机图像分析技术检测δ-连环素在各组中的定量表达。结果 糖 尿病组大鼠海马神经元中δ-连环素表达明显低于正常对照组和缓冲剂组，在海马 齿状回减少尤为明显。结论 糖尿病可下调大鼠海马神经元中δ-连环素的表达。
【关键词】 δ-连环素;糖尿病;海马;大鼠;免疫组织化学 Abstact：Objective To investigate the characteristics of the expression of δ-catenin in diabetic rat hippocampal neurons. Methods The rats were randomized into diabetic, normal control and buffer groups. The rats in the diabetic group were injected with a single dose of 45 mg·kg of STZ (dissolved in 0.1 mol/L sodium citrate buffer) via the caudal vein to induce diabetes mellitus, and the animals in the buffer group received the same dose of sodium citrate buffer alone. The morphological changes of the hippocampal neurons were observed by immunohistochemical method and the quantitative expression of δ-catenin in each group was determined by computer-assisted image analysis system. Result Immunohistochemical method and quantitative assay revealed that the expression of δ-catenin in the diabetic group was the lowest in the three groups, particularly in the dentate gyrus (DG). Conclusion The diabetic functional disorders of the central nervous system may downregulate the expression of δ-catenin. Key words：δ-catenin;
diabetes;
hippocampus;
rat;
immunohistochemistry δ-连环素属于P120-catenin蛋白家族，特异性地表达在神经元[4]。研究发 现δ-连环素过表达能诱导细胞形成树突状突起，并增加原代海马细胞中树突的形 成[5]。已有报道δ-连环素基因变异小鼠表现出严重的学习障碍、突触可塑性降低 和突触成分的改变。糖尿病患者认知功能减退的机制至今不明，在糖尿病动物海 马神经元中δ-连环素的表达变化也鲜有报道。
1 材料和方法 2 结 果 2.1 大鼠海马区δ-连环素的表达 结果显示δ-连环素免疫反应阳性产物呈 棕黄色细颗粒状，在海马各亚区的神经元胞质和胞膜中均有表达。显微镜下观察到，正常对照组(图1B，E)和缓冲剂组(图1C、F)大鼠海马神经元中的δ-连环素免 疫反应的阳性颗粒色深密集，均明显高于糖尿病组(图1A、1D)。在海马齿状回(DG 区)δ-连环素主要表达于颗粒层和颗粒下层，少量表达于门区。大鼠海马齿状回δ- 连环素的表达在糖尿病组减少更加明显。正常对照组和缓冲剂组间大鼠海马神经 元中δ-连环素的免疫反应差异不明显。
图1 δ-连环素catenin在各组大鼠海马神经元中表达 其中A(×40)和D(×400)为糖尿病组，B(×40)和E(×400)为正常对照组，C(×40) 和F(×400)为缓冲剂组 2.2 海马齿状回(DG)δ-连环素阳性反应产物吸光度测定分析 正常组和缓 冲剂组海马神经元中δ-连环素吸光度(absorbance)(A)无明显差异，但分别高于糖 尿病组304%和291%，其差别具有显著性意义。见表1。表1 各组大鼠海马齿状 回神经元中δ-连环素表达的定量分析结果 3 讨 论 本实验发现δ-连环素在糖尿病组海马神经元中的表达低于正常对照组和 缓冲剂组，提示大鼠糖尿病的神经性损害对海马神经元δ-连环素的表达产生了下 调作用。
文献报道在糖尿病小鼠大脑中海马神经元的发生不足，数量降低。DG区 海马神经元的发生可能与一定的记忆相关[7]。我们在实验中发现糖尿病组大鼠 海马各亚区神经元变大肿胀，空泡样变，胞膜破损，及δ-连环素在DG区表达明 显减少，表明δ-连环素表达的减少在糖尿病大鼠认知和学习记忆功能减退方面可 能发挥一定作用。
δ-连环素参与钙黏连蛋白-连环素复合体的构成，在突触后膜与包括PSD95 在内的PSD蛋白组分相互作用，并且在C末端包含1个PZD结合序列[8]。信号复合 体(signalosome)是近年发现的激素对细胞进行调节的一种组合模式。已有文献报 道，雌激素与PSD95对神经元突起和突触的结构调控，正是通过信号复合体的模 式进行的[9]，在这一过程中，雌激素与PSD95形成signalosome。当雌激素与PSD95 形成signalosome后能够对神经元突起和树突棘生长产生调控作用。推测由糖尿病 胰岛素降低而产生上述实验结果的原因可能也是通过这种方式。另外在突触后膜 δ-连环素也可能通过PZD结构域在不同的亚细胞区域与其他的蛋白相互作用[8， 10]，而胰岛素的降低可能促进了δ-连环素与其他的蛋白的相互作用，从而改变突触塑型，进而引起认知功能和学习记忆功能减退。关于δ-连环素在糖尿病神经 损伤过程中的分子生物学机制还需要进一步深入的研究。