轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1对SAH后认知功能的改善作用
【Ref:Shen H,et al.Stroke.2015 Sep;46(9):2607-15.doi:10.1161/STROKEAHA.115. 009729.Epub 2015 Jul 28.】
轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1与突触结构的形成、维持和调控紧密相关。苏州大学附属第一医院神经外科的Haitao Shen等在2015年7月《Stroke》在线上发表对这两种蛋白影响蛛网膜下腔出血（SAH）患者认知功能损伤的研究结果。
首先采用大鼠自体动脉血注入视交叉池建立SAH大鼠模型，发现SAH引起轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1表达下调，并减弱两者之间的相互间作用（图1）。
图1. SAH动物模型中，SAH对轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1表达量及两者相互间作用的影响。A. WB示不同时间点SAH动物模型轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1表达变化；B、C. 免疫荧光法示SAH后72h轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1表达变化；D. IP实验示SAH对轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1两者相互间作用的影响。
通过注射小干扰RNA敲除轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1或注射质粒来过表达轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1，发现基因敲除能引起两者间相互作用显著降低，而注射质粒则明显提高两者间相互作用。基因敲除或质粒注射对蛛网膜下腔出血引起的细胞凋亡则无明显作用（图2），表明轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1并不参与细胞凋亡。然而，任一蛋白的升高或降低都会对两者间相互作用产生显著影响。
图2. SAH动物模型中，注射小干扰RNA敲除轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1或注射质粒致使过表达，影响SAH后两种蛋白之间相互作用改变和细胞死亡状况。A. WB示在SAH动物模型中敲除轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1或过表达；B. IP实验示SAH动物模型中敲除轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1或致使过表达对两者之间相互作用的影响；C、D. TUNEL染色示敲除轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1或致使过表达对凋亡的影响。
为确认上述实验结果，作者将原代海马神经元置于20微摩尔/升氧合血红蛋白中建立体外SAH的细胞模型，同样发现该模型能引起轴突蛋白-1β及神经连接蛋白-1蛋白表达量下调和两者相互间作用的减弱。同时，基因敲除引起轴突蛋白-1β及神经连接蛋白-1蛋白相互作用降低，质粒注射则显著提高两者间相互作用。而细胞凋亡则不受上述干预的影响。这与动物模型体内实验结果相一致（图3、4）。
图3. 体外SAH的细胞模型显示，SAH对轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1表达量及两者相互间作用的影响。A、B. WB示在体外SAH的细胞模型中敲除轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1；C、D. IP实验示SAH的细胞模型中轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1之间相互作用的改变。
图4. 体外SAH的细胞模型中，使用小干扰RNA敲除轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1或使用质粒致使过表达，影响两种蛋白之间相互作用的改变和细胞死亡状况。A. WB示在SAH的细胞模型中敲除或过表达轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1；B. IP实验示SAH的细胞模型中轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1敲除或过表达对两者之间相互作用的影响；C、D. TUNEL染色示轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1敲除或过表达对SAH细胞模型凋亡的影响。
进一步研究发现，基因敲除轴突蛋白-1β或神经连接蛋白-1会引起突触蛋白和突触后密度蛋白95表达降低，表明兴奋性突触形成受到抑制；相反，通过质粒过表达轴突蛋白-1β或神经连接蛋白-1则增加突触蛋白和突触后密度蛋白95的表达，提示促进兴奋性突触形成（图5）。
图5. 注射小干扰RNA敲除轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1或注射质粒致使过表达，对兴奋性突触形成的影响。A. 免疫荧光法示SAH的细胞模型中敲除轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1或致使过表达对兴奋性突触形成的影响；B. 兴奋性突触表达的定量分析。
通过水迷宫实验的认知功能检查发现，轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1可促进SAH动物的认知功能显著改善（图6）。
图6. 轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1改善SAH动物认知功能的作用。A. 轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1对SAH动物神经功能评分的影响；B. 实验组与对照组动物的水迷宫实验足迹图；C、D. 示SAH的动物逃避潜能和游泳距离改变状况。
作者最后指出，该研究首次揭示轴突蛋白-1β和神经连接蛋白-1在蛛网膜下腔出血后的表达和相互作用的改变状况，提升上述蛋白的表达能显著改善实验动物的认知功能。因此，上述研究结果为寻找治疗蛛网膜下腔出血后认知障碍的药物提供新的方向。
（浙江大学附属第二医院Andy编译，复旦大学附属华山医院陈灵朝博士审校，《神外资讯》主编、复旦大学附属华山医院陈衔城教授终审）
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