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第43卷第8期 曹 清,秦 丽,刘 娟. V11β⁃羟化类固醇脱氢酶敲除对高脂饮食喂养小鼠认知功能的影响[J].
2023年8月 南京医科大学学报(自然科学版),2023,43(8):1047-1054 ·1053 ·
现,与野生高脂喂养组相比,11β⁃HSD1 基因敲除 公认,系统性炎症是机体老化的核心。所以进一步
高脂喂养鼠海马体 BDNF 的阳性细胞率定量分析 对小鼠海马组织炎症相关蛋白进行分析,RT⁃PCR
显著上升;RT⁃PCR定量分析显示,敲除鼠海马体组 荧光定量分析结果显示 11β⁃HSD1 敲除高脂喂养组
织中的BDNF基因表达明显升高,证实11β⁃HSD1可 的IL⁃1β显著下降,提示11β⁃HSD1基因敲除在一定
能通过作用于海马体改善了高脂喂养小鼠的认知 程度上改善了高脂喂养小鼠的炎症状态。
功能。 总之,11β⁃HSD1敲除后学习记忆能力显著改善,
线粒体是大脑能量代谢的动力保障,大脑的能 握力明显好于对照高脂喂养小鼠,并且11β⁃HSD1敲
量供给不足会严重影响认知功能。Zhao 等 [15] 研究 除鼠的海马体线粒体形态和功能均显著改善,因而
发现,腹腔注射线粒体电子转递的关键辅酶——烟 11β⁃HSD1可能通过调控海马体的线粒体功能影响认
酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)可直接逆转慢性脑灌 知功能。
注不足大鼠的脑小胶质细胞的线粒体损伤,减少活 [参考文献]
性氧簇的产生,进而改善了认知功能。除此之外,
[1] KOTHARI V,LUO Y,TORNABENE T,et al. High fat di⁃
线粒体还是维持细胞内环境稳定的重要细胞器,在
et induces brain insulin resistance and cognitive impair⁃
细胞死亡、活性氧(reactive oxygen species,ROS)生 ment in mice[J]. Biochim Biophys Acta Mol Basis Dis,
成、炎症和钙稳态过程中都发挥着关键作用 [16] ,是 2017,1863(2):499-508
神经细胞命运的决定因子。利用亚细胞分离和免 [2] LUPIEN S J,JUSTER R P,RAYMOND C,et al. The ef⁃
疫电子显微镜对小鼠海马区的线粒体进行观察发 fects of chronic stress on the human brain:From neurotox⁃
现,线粒体是β⁃淀粉样蛋白(amyloid β,Aβ)在细胞 icity,to vulnerability,to opportunity[J]. Front Neuroendo⁃
内积累的关键部位 [17] ,是大脑老化的重要标志和靶 crinol,2018,49:91-105
点。在线虫和小鼠中的研究显示,提高大脑神经元 [3] FELSTED K F. Mindfulness,stress,and aging[J]. Clin
Geriatr Med,2020,36(4):685-696
线粒体的抗应激能力,不仅能够自我保护其功能,
[4] KOKKINOPOULOU I,MOUTSATSOU P. Mitochondrial
而且也会降低大脑淀粉样斑块形成,使得小鼠的认
glucocorticoid receptors and their actions[J]. Int J Mol
知功能显著改善 [18] 。本研究发现,透视电镜观察海
Sci,2021,22(11):6054
马体超微结构,11β⁃HSD1基因敲除高脂喂养鼠的海 [5] 王梦茜,金 燚,夏 凡,等. 肠上皮 11β⁃HSD1 特异性
马神经元内线粒体数量明显增加,线粒体内瘠完整性 敲除小鼠的小肠上皮屏障功能的研究[J]. 南京医科大
和丰富度显著改善,而野生对照组小鼠的海马神经元 学学报(自然科学版),2021,41(5):652-656
的线粒体含量少,且呈空泡样改变。进一步的 RT⁃ [6] DEKKERS A J,AMAYA J M,VAN DER MEULEN M,et
PCR荧光定量分析显示,线粒体链相关蛋白Cox7α1、 al. Long⁃term effects of glucocorticoid excess on the brain
[J]. J Neuroendocrinol,2022,34(8):e13142
Cox8b、Cyc1 均明显高于对照组,提示了 11β⁃HSD1
[7] LIU J,KONG X,WANG L,et al. Essential roles of 11β⁃
基因敲除高脂喂养小鼠海马体的线粒体结构和功
HSD1 in regulating brown adipocyte function[J]. J Mol
能改善。
Endocrinol,2013,50(1):103-113
既往研究显示,11β⁃HSD1 与脂肪组织的线粒 [8] 尹 立 平 ,王 龙 ,吕 珊 ,等. 11β ⁃ HSD1 抑 制 剂
体功能显著相关。糖皮质激素会减少白色脂肪组 BVT.2733 对肥胖小鼠多器官组织代谢与炎症相关基
织的线粒体膜上的“能量开关”——解偶联蛋白1的 因表达的影响[J]. 南京医科大学学报(自然科学版),
表达,降低了细胞氧耗;在棕色脂肪中,干涉 11β⁃ 2019,39(12):1716-1722
HSD1 可以显著增加细胞中线粒体的含量,促进解 [9] YANG S Y,CASTELLANI C A,LONGCHAMPS R J,et
偶联蛋白 1 的表达,促进细胞氧耗,而高表达 11β⁃ al. Blood⁃derived mitochondrial DNA copy number is as⁃
HSD1则明显抑制棕色脂肪的线粒体功能 [19] 。本研 sociated with gene expression across multiple tissues and
is predictive for incident neurodegenerative disease
究证实,在海马组织中 11β⁃HSD1 也是调控其线粒
[J]. Genome Res,2021,31(3):349-358
体功能的重要因子,可能是 11β⁃HSD1 基因敲除高
[10] 杨 洁,童 佩,奚 玲,等. 11β⁃HSD1 与糖脂代谢异
脂喂养鼠认知功能改善的重要原因。 常的相关关系研究[J]. 南京医科大学学报(自然科学
另一方面,线粒体也是氧化应激产生的重要场
版),2018,38(4):464-469
所。老化的线粒体会造成ROS蓄积,促使氧化应激 [11] WAMIL M,BATTLE J H,TURBAN S,et al. Novel fat de⁃
增加,使得细胞炎症因子的表达增高 [20-21] 。而目前 pot ⁃ specific mechanisms underlie resistance to visceral