Page 8 - 南京医科大学自然版
P. 8

第44卷第11期
               ·1474 ·                           南 京    医 科 大 学 学         报                        2024年11月


                                                                                        +/-
              dehydrogenase（ubiquinone）ferrithionein 3（NDUFS3），were down⁃regulated in the DG region of Bmi⁃1 mice（P < 0.05），and the key
              catalytic enzyme dihydrolipoyl S⁃succinyltransferase（DLST）in the tricarboxylic acid cycle was also significantly down⁃regulated（P <
              0.01）. Meanwhile，among the cell cycle factors regulated by Bmi⁃1，the cyclin⁃dependent kinase inhibitor p27 and oncoprotein p53
              were significantly up⁃regulated（P < 0.05）. Conclusion：Half dose deletion of the Bmi⁃1 gene inhibits the generation of new neurons in
              the hippocampal region of aged mice，leading to a specific reduction in the volume of the hippocampal DG region and impairments in
              long⁃term memory function. The underlying mechanism may be related to the abnormal expression of aging⁃related proteins p27 and
              p53，as well as neuronal mitochondrial degeneration.
             ［Key words］ Bmi⁃1；brain aging；mitochondria；cell proliferation；oxidative stress
                                                                          ［J Nanjing Med Univ，2024，44（11）：1473⁃1482］





                  衰老过程中出现的学习和记忆相关的脑功能                          （30%~50%），自由摄食、摄水。本实验已获得南京
              障碍是阿尔茨海默病的早期症状，探索其内在机制                            医科大学实验动物福利伦理委员会批准（SYXK⁃
              将有助于防治脑衰老及相关疾病 。                                  2015⁃0015）。
                                           ［1］
                  Bmi⁃1（B⁃cell specific moloney leukemia virus in⁃  1.1.2 试剂
              sertion site 1）是多梳基因家族的一员，可负性调控                        β⁃actin抗体（CST公司，美国）；Bmi⁃1、β⁃tubulin、
                                               Arf
              细胞周期蛋白相关蛋白p16            Ink4a 和p19 的表达，从而        双皮质素样激酶1（double cortin X，DCX）、p19、肿瘤
              控制细胞的增殖和衰老 。此外，Bmi⁃1还具有调控                         蛋白 p53、二氢硫辛酰胺脱氢酶（dihydrolipoamide
                                   ［2］
              线 粒 体 功 能 和 DNA 损 伤 反 应（DNA damage re⁃            dehydrogenase，DLD）、泛醌氧化还原酶核心亚基 V2
              sponse，DDR）通路的作用从而影响细胞衰老               ［3-4］ 。   ［NADH dehydrogenase（ubiquinone）flavoprotein 2，
                  本课题组前期研究表明，Bmi⁃1 基因敲除杂合                       NDUFV2］、泛醌氧化还原酶核心亚基S3［NADH de⁃
              子（heterozygous，Bmi⁃1 ）小鼠成熟前发生神经退行                 hydrogenase（ubiquinone）ferrithionein 3，NDUFS3］、
                                  +/-
              性样病变，如神经元凋亡、突触变性、轴突脱髓鞘和                           细胞周期蛋白依赖性激酶抑制剂 p27 抗体、二氢硫
                                 ［5］
              反应性胶质细胞增生 ；8 月龄的 Bmi⁃1 小鼠出现                       辛酰琥珀酰转移酶蛋白（dihydrolipoyl S⁃succinyl⁃
                                                  +/-
              脑衰老相关的早期表型，包括轻度记忆下降、轻微                            transferase，DLST）、神经元细胞核（neuronal nuclei，
              的丙二醛（malondialdehyde，MDA）表达增加、脂褐素                 Neun）抗体（Abcam 公司，美国）；半胱天冬蛋白酶 3
              在神经元内沉积 。此外，Abdouh 等 报道了老年                       （cysteinyl aspartate specific proteinase，Caspase ⁃ 3，
                                               ［7］
                             ［6］
              人脑中Bmi⁃1的表达下调，提示Bmi⁃1可能参与正常                       CASP3）抗体（CST公司，美国）；增殖细胞核抗原（pro⁃
              的脑衰老进展。然而，Bmi⁃1 基因在脑衰老中的作                         liferating cell nuclear antigen，PCNA）抗体（Millipore公
              用和机制仍有待明确。                                        司，美国）；兔二抗或小鼠二抗（Vector公司，美国）。
                  本研究通过观察分析17月龄的Bmi⁃1 和野生                       1.2  方法
                                                    +/-
              型（wild type，WT）同窝小鼠的认知功能、海马神经元                    1.2.1 动物分组及模型建立
              的细胞结构、超微结构、神经发生和胶质细胞的激                                 3~4月龄Bmi⁃1 雌、雄小鼠（由本校苗登顺教授
                                                                                  +/-
              活，同时比较两种基因型小鼠细胞周期调节和线粒                            馈赠）合笼后，所生的新生小鼠进行常规 PCR 鉴定
              体功能相关蛋白的表达，以探索 Bmi⁃1 在脑衰老中                        出 WT 小鼠和 Bmi⁃1 小鼠。断乳后，将 2 种基因型
                                                                                  +/-
              的病理生理作用，为阐述脑衰老的机制及相关抗衰                            小鼠根据雌雄进行分笼饲养，至17月龄后分别进行
              老靶点提供实验理论基础。                                      行为学实验，并对其海马组织进行相关病理组织学
                                                                和生化分析。同时选取 3、10、16 月龄的 Bmi⁃1 小
                                                                                                           +/-
              1  材料和方法
                                                                鼠和WT小鼠，检测其海马Bmi⁃1的蛋白表达水平。
              1.1  材料                                           1.2.2 Y迷宫
              1.1.1 动物                                               Y迷宫是一种用于研究啮齿类动物空间记忆能
                  本研究中所用 C57BL/6J 背景 Bmi⁃1 小鼠饲养                 力的行为学实验 。该实验装置由起始臂、新奇臂
                                                                               ［8］
                                                  +/-
              于南京医科大学SPF级实验动物中心：12 h∶12 h灯                      和其他臂组成，呈字母“Y”的形状。通过比较小鼠
              光/黑暗循环的可控照明，温度（18~22 ℃），湿度                        进入新奇臂和其他臂的次数以及停留时间，评估小
   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13