CYP1B1 对脑微血管功能的调控在高脂膳食诱导小鼠认知功能损伤中的作用及分子机制

近年来，大量流行病学提示肥胖及代谢综合征与认知功能下降及痴呆启动关系密切，但高脂膳食-认知功能下降的直接关系目前尚缺乏足够的实验依据。本课题组前期研究发现，CYP1B1缺失对血管新生的抑制在保护高脂膳食诱导的肥胖中起重要作用。然而，高脂膳食下，CYP1B1基因缺失小鼠脑血管新生关键因子VEGFA表达较野生型明显增强，神经元标志蛋白Synaptophysin尤其PSD95的表达水平也较野生小鼠高。基于我们前期对CYP1B1与血管新生关系的研究及目前对其在脑组织中角色的初步探索，本课题拟以敲除小鼠和特异性抑制剂为手段，从整体动物和细胞模型两个方面，观察高脂膳食引起的脑微血管功能改变在神经损害和认知功能下降中的作用和CYP1B1的调控功能，并探讨其可能的分子机制，为痴呆的早期预防提供新策略。CYP1B1与神经损伤及认知功能的关系，迄今国内外尚未见报道，我们的探索将为后续研究奠定理论和实验基础。

1、人脑组织样本显示，老年痴呆患者有更高的CYP1B1基因和蛋白表达，即使轻度认知障碍患者其皮层和海马的CYP1B1表达也较正常老年人高。动物Morris水迷宫实验显示，CYP1B1敲除对高脂膳食诱导的小鼠记忆功能具有一定保护作用，具体表现在逃避潜伏期明显较野生型缩短，平台象限停留时间较野生型小鼠长。同时，CYP1B1基因敲除小鼠寻找平台过程中更多的选择直线，而野生型小鼠则更多使用曲线。.2、流式细胞术及实时定量PCR发现，CYP1B1敲除小鼠抑制由高脂膳食诱导的氧化应激产物MDA和4HNE的水平，增强抗氧化酶SOD的表达和活性；另一方面，高脂膳食诱导脑组织中细胞凋亡增加，而CYP1B1敲除不仅抑制脑组织中细胞凋亡，而且增强抑制凋亡的基因表达，抑制促凋亡基因表达均，对细胞凋亡的下级通路中caspase的表达也显著抑制。.3、相关信号通路如IKKα/β、NF-κB、Akt、IRS等在高脂膳食中的磷酸化作用增强，而CYP1B1敲除后，这些蛋白的磷酸化程度较野生型小鼠低。说明CYP1B1缺失可能通过抑制信号蛋白的磷酸化，减弱相关的信号通路，从而在某种程度上抑制炎症反应。.4、骨髓移植重建CYP1B1敲除小鼠，结果显示，CYP1B1基因缺失骨髓对辐射小鼠进行骨髓重建后，改善小鼠的血糖水平，且小鼠在辐射中的生存率显著增高。但在随后的8周高脂肪喂养实验中，CYP1B1基因敲除重建组的食物消耗量显著高于野生型骨髓重建组，且体内脂肪显著增加，血清甘油三酯水平较高，虽然此时血糖水平仍较野生型小鼠低，但两者没有显著差异。.5、体外细胞培养，分别从野生型和CYP1B1敲除的小鼠腹腔中获取原代腹腔巨噬细胞，进行迁移和吞噬实验发现，CYP1B1敲除能明显抑制腹腔巨噬细胞的迁移能力，也显著抑制细胞的吞噬功能。但利用慢病毒对野生型的原代腹腔巨噬细胞进行CYP1B1过表达后，则表达CYP1B1的原代巨噬细胞其迁移能力和吞噬能力均较转入GFP的细胞强。.6、利用TMS, CYP1B1选择性抑制剂，抑制小鼠巨噬细胞株RAW264.7中的CYP1B1， 发现TMS能显著抑制RAW264的迁移和吞噬能力。.综合人体组织数据、整体动物实验和体外细胞细胞结果，我们发现，CYP1B1敲除改善高脂膳食导致认知损伤，这种改善可能与CYP1B1敲除后改善脑组织的氧化应激能力，以及通过调控小胶质细胞活化而改善的脑组织炎