阿爾茨海默病小鼠與野生型小鼠海馬中miRNA表達(dá)差異

楊　群　蘇　波　鄭　鄖　任伯緒　劉　洋

(長江大學(xué)醫(yī)學(xué)院機(jī)能學(xué)部，湖北　荊州　434023)

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阿爾茨海默病小鼠與野生型小鼠海馬中miRNA表達(dá)差異

楊群1蘇波2鄭鄖任伯緒1劉洋

(長江大學(xué)醫(yī)學(xué)院機(jī)能學(xué)部，湖北荊州434023)

〔摘要〕目的分析D-半乳糖聯(lián)合AlCl3誘導(dǎo)阿爾茨海默病(AD)與野生型小鼠海馬microRNAs(miRNAs)表達(dá)差異。方法昆明種小鼠，隨機(jī)分成AD模型組和野生型對(duì)照組，AD模型組每日腹腔注射D-半乳糖90 mg/kg和AlCl340 mg/kg溶液，野生型對(duì)照組腹腔注射等量的生理鹽水，1次/d，連續(xù)90 d。物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)測試各組小鼠識(shí)別、記憶能力。miRNA芯片檢測各組小鼠海馬miRNAs的表達(dá)，并進(jìn)行后續(xù)的生物信息學(xué)分析。結(jié)果在物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)中，AD模型組小鼠探索新物體所用的時(shí)間較野生型對(duì)照組減少(P<0.01)，分辨指數(shù)(8.97±1.33)較野生型對(duì)照組(34.42±3.74)減低(P<0.001)。在3批次AD模型組和野生型對(duì)照組間均有顯著變化的17個(gè)miRNAs(≥2.0倍上調(diào)或下調(diào))的預(yù)測靶基因重點(diǎn)分布在AD相關(guān)信號(hào)通路、神經(jīng)營養(yǎng)因子信號(hào)通路、長時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)相關(guān)通路，并處于這些信號(hào)通路的關(guān)鍵位置。結(jié)論17個(gè)差異表達(dá)的miRNAs 可能通過調(diào)節(jié)相關(guān)信號(hào)通路關(guān)鍵細(xì)胞因子的表達(dá)，參與AD的進(jìn)程。

〔關(guān)鍵詞〕阿爾茨海默病；microRNA；生物信息學(xué)分析

1長江大學(xué)醫(yī)學(xué)院醫(yī)學(xué)影像學(xué)系

2長江大學(xué)醫(yī)學(xué)院形態(tài)學(xué)部

第一作者：楊群(1989-)，女，碩士，主要從事神經(jīng)退行性疾病分子機(jī)制研究。

microRNA(miRNA)是一類長度約為19~25個(gè)核苷酸的小分子RNA。成熟的miRNA以不完全匹配方式結(jié)合到其互補(bǔ)的mRNA靶位(常常位于mRNA 3′-UTR)抑制翻譯和影響mRNAs的穩(wěn)定性〔1〕。最近研究發(fā)現(xiàn)，miRNA與阿爾茨海默病(AD)的發(fā)生和發(fā)展有著密切的聯(lián)系〔2〕。miRNA可直接或間接調(diào)節(jié)β淀粉樣蛋白(Aβ)代謝、磷酸化、膽固醇脂質(zhì)代謝、軸突可塑性、細(xì)胞凋亡、細(xì)胞周期、神經(jīng)炎癥、氧化應(yīng)激等與AD病理發(fā)生相關(guān)的關(guān)鍵基因表達(dá)〔3,4〕，提示miRNA 在調(diào)控AD發(fā)生發(fā)展中可能起到非常關(guān)鍵的作用。本研究采用D-半乳糖聯(lián)合AlCl3誘導(dǎo)AD模型，對(duì)AD小鼠和野生型昆明小鼠海馬中miRNA 的表達(dá)情況進(jìn)行miRNA芯片檢測，對(duì)miRNAs的表達(dá)結(jié)果進(jìn)行比較分析，從而找到在小鼠海馬的衰老退行中發(fā)揮重要調(diào)控作用的miRNAs。

1材料與方法

1.1動(dòng)物清潔級(jí)雄性昆明種小鼠，體重20~25 g，購于湖北省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中心，動(dòng)物許可證號(hào)：SCXK(鄂)2008-0005。

1.2藥品與試劑AlCl3(天津福晨化學(xué)試劑廠)；D-半乳糖(武漢科瑞生物)。

1.3實(shí)驗(yàn)分組及造模選用清潔級(jí)健康雄性昆明種小鼠，體重20~25 g，安靜環(huán)境飼養(yǎng)，自由取食飲水，通風(fēng)良好，室溫22℃~25℃，適應(yīng)性喂養(yǎng)1 w后隨機(jī)分為兩組，每組15只。AD模型組采用Luo等〔5〕的造模方法每日腹腔注射D-半乳糖90 mg/kg(生理鹽水配制)和AlCl340 mg/kg(生理鹽水配制)溶液，連續(xù)90 d；野生型對(duì)照組腹腔注射等量的生理鹽水。

1.4物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)造模90 d后，參考Stover等〔6〕方法進(jìn)行物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)。本實(shí)驗(yàn)裝置采用40 cm×40 cm×25 cm乳白色泡沫方盒自制而成，方盒底部鋪少許木屑，本實(shí)驗(yàn)用于辨識(shí)的物體為A、B、C，其中物體A與B相同，物體C不同于A與B，測試環(huán)境為隔音、避光的場所，在方盒上方用15 W白光燈照射。

實(shí)驗(yàn)分為適應(yīng)期、熟悉期及測試期3個(gè)階段。適應(yīng)期將小鼠放入沒有任何物體的實(shí)驗(yàn)方盒中，讓其自由活動(dòng)10 min以便適應(yīng)測試環(huán)境，減少應(yīng)激；熟悉期將A、B物體放在實(shí)驗(yàn)箱一側(cè)壁的左右兩端，小鼠背朝兩個(gè)物體放入實(shí)驗(yàn)箱中，小鼠鼻尖距離兩個(gè)物體的距離大致相等，放入后立即開啟錄像設(shè)備，記錄5 min內(nèi)小鼠與物體接觸情況，包括鼻子和嘴巴觸及物體的次數(shù)和距離物體2 cm以內(nèi)探究的時(shí)間(前爪搭在物體上，鼻子嗅物體、舔物體均屬探究物體)，結(jié)束后將小鼠放回飼養(yǎng)籠中，24 h后進(jìn)行測試期實(shí)驗(yàn)。測試期將B物體更換為C物體，仍將小鼠背向物體放入記錄小鼠對(duì)A、C兩個(gè)物體的探究時(shí)間F、N，一般以辨別指數(shù)(DI)評(píng)價(jià)小鼠的物體識(shí)別能力，計(jì)算公式：DI=(N-F)/(N + F)×100% 。其中N為小鼠在測試期探索新物體的時(shí)間，F(xiàn)為小鼠在測試期探索舊物體的時(shí)間。

1.5miRNA芯片檢測各組小鼠取海馬，單側(cè)海馬加200 μl TRIzol(Invitrogen)，勻漿。全部操作在冰上完成，然后送樣。miRNAs芯片檢測選用丹麥Exiqon公司產(chǎn)品(V.16.0)，AD模型組和野生型對(duì)照組各進(jìn)行三批次共6個(gè)樣品的檢測。具體檢測由上海康成生物工程有限公司完成。實(shí)驗(yàn)方法：(1)用TRIzol(Invitrogen)和miRNeasy mini kit(Qiagen)依據(jù)所附產(chǎn)品說明提取總RNA，利用NanoDrop 1000對(duì)所提取RNA進(jìn)行定量；(2)用miRCURYTM Hy3TM/Hy5TM Power labeling kit對(duì)6組所提取的樣品進(jìn)行標(biāo)記，在miRCURYTM LNA Array(v.16.0)上雜交；(3)洗脫后，用Axon GenePix 4000B微陣列掃描儀對(duì)芯片進(jìn)行掃描；(4)然后，將掃描圖像輸入GenePix Pro 6.0軟件(Axon)進(jìn)行比對(duì)、提取數(shù)據(jù)；(5)對(duì)各復(fù)孔miRNAs表達(dá)數(shù)據(jù)用中位數(shù)標(biāo)準(zhǔn)化方法進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理；(6)對(duì)重點(diǎn)分析的 miRNAs作出聚類圖，顯示這些 miRNAs 在6組不同樣品中的表達(dá)譜。

1.6生物信息學(xué)分析相關(guān)軟件及數(shù)據(jù)庫

1.6.1miRNA 靶點(diǎn)預(yù)測數(shù)據(jù)庫Mirbase(http://www.ebi.ac.uk/enright-srv/microcosm/htdocs/targets/v5/);Miranda(http://www.microrna.org/microrna/home.do);Mirdb(http://mirdb.org/miRDB/)。

1.6.2靶點(diǎn)基因的Gene Ontology(GO)和Pathway 分析數(shù)據(jù)庫DAVID(http://david.abcc.ncifcrf.gov/gene2gene.jsp);KEGG(http://www.genome.jp/kegg/)。

1.7統(tǒng)計(jì)學(xué)分析采用SPSS13.0軟件行t檢驗(yàn)。

2結(jié)果

2.1D-半乳糖聯(lián)合AlCl3對(duì)昆明種小鼠物體識(shí)別能力的影響D-半乳糖聯(lián)合AlCl3所致AD模型組小鼠探索新物體所用的時(shí)間較野生型對(duì)照組減少(P<0.01)(圖1)；AD模型組小鼠分辨指數(shù)(8.97±1.33)較野生型對(duì)照組(34.42±3.74)減低(P<0.001)。

圖1　兩組探索時(shí)間比較

2.2miRNA 芯片結(jié)果的比較分析 通過3批次共6個(gè)小鼠海馬樣品的miRNA芯片表達(dá)譜，對(duì)AD模型組和野生型對(duì)照組進(jìn)行比較，2倍及以上上調(diào)和下調(diào)的miRNAs取3組樣品比較的交集，共得到17個(gè)差異表達(dá)的miRNAs(≥2.0倍)(表1)，在AD模型組中，8個(gè)miRNAs明顯上調(diào)，9個(gè)明顯下調(diào)。將miRNAs輸入靶點(diǎn)預(yù)測數(shù)據(jù)庫(Mirbase、Miranda 和 Mirdb)，每個(gè)入選的mRNA序列上存在2個(gè)或以上的miRNAs結(jié)合位點(diǎn)，共得到 127個(gè)mRNA序列，然后將這些mRNA序列基因ID輸入DAVID(Database for annotation,visualization,and integrated discovery)數(shù)據(jù)庫，依靠DAVID 自帶的GO分析系統(tǒng)依據(jù)這些基因的生物學(xué)功能的不同進(jìn)行分組，隨后進(jìn)行 DAVID功能聚類分析。與中樞神經(jīng)系統(tǒng)生理功能相關(guān)聯(lián)的富集得分靠前的基因功能組被選出(表2)，對(duì)其做進(jìn)一步深入分析。

表1　AD模型組和野生型對(duì)照組比較有顯著變化的

M：AD模型組，W：野生型對(duì)照組

表2　127個(gè)預(yù)測靶基因的GO功能富集分析(TOP 9)

2.2.1突觸的功能對(duì)差異表達(dá)的miRNAs靶基因進(jìn)行功能注釋聚類分析發(fā)現(xiàn)，突觸相關(guān)功能的得分非常高。DAVID二維分析結(jié)果顯示，有16個(gè)基因與GO分類條目中的突觸傳遞、神經(jīng)沖動(dòng)傳遞的調(diào)控、行為功能、認(rèn)知功能、學(xué)習(xí)記憶功能和突觸的可塑性等密切相關(guān)。見表3。

2.2.2細(xì)胞凋亡細(xì)胞凋亡相關(guān)是另一個(gè)在功能注釋聚類分析中的得分較高的功能聚類。共有 20個(gè)基因與GO條目中的細(xì)胞凋亡，細(xì)胞凋亡的正向與負(fù)向調(diào)節(jié)，抗凋亡和細(xì)胞程序性死亡的調(diào)節(jié)相關(guān)聯(lián)。見表3。

2.2.3對(duì)分泌物的調(diào)節(jié)對(duì)分泌物的調(diào)節(jié)也是一個(gè)重要的功能聚類，一共有22個(gè)基因與GO條目中的分泌物的調(diào)節(jié)，轉(zhuǎn)運(yùn)的調(diào)節(jié)和細(xì)胞的定位的調(diào)節(jié)相聯(lián)系。見表3。

2.2.4對(duì)激素刺激的反應(yīng)同樣，對(duì)細(xì)胞刺激的反應(yīng)也是一個(gè)重要的功能聚類。離子型谷氨酸受體、Ras 基因等27個(gè)基因與GO條目中的對(duì)無機(jī)物的反應(yīng)，對(duì)激素刺激的反應(yīng)和胰島素刺激的反應(yīng)相關(guān)。見表3。

表3　預(yù)測靶基因在KEGG信號(hào)通路注釋分析

2.3KEGG 通路分析對(duì)上述DAVID注釋聚類分析中一些重要的GO條目進(jìn)行了后續(xù)的KEGG(KEGG)通路分析，其中有與AD的發(fā)生、發(fā)展密切相關(guān)的AD相關(guān)信號(hào)通路；在腦組織廣泛存在的，并在中樞神經(jīng)系統(tǒng)各種神經(jīng)細(xì)胞的生長、發(fā)育、維持及中發(fā)揮重要生理作用的神經(jīng)營養(yǎng)因子信號(hào)通路；在大腦海馬、皮層、邊緣系統(tǒng)、小腦、中腦、丘腦等腦區(qū)廣泛存在，和突觸的可塑性，學(xué)習(xí)、記憶過程密切相關(guān)的長時(shí)程增強(qiáng)(LTP)相關(guān)信號(hào)通路。用紅色標(biāo)注這些參與各信號(hào)通路組成的miRNAs預(yù)測靶基因。如果進(jìn)一步深入研究證實(shí)，選出的這些在比較中差異表達(dá)的 miRNAs 能通過與預(yù)測靶基因的mRNA 3′-UTR序列結(jié)合抑制目標(biāo)基因的表達(dá)，表明這些 miRNAs 通過抑制重要細(xì)胞因子的表達(dá)調(diào)節(jié)上述重要的信號(hào)通路，進(jìn)而對(duì)AD的發(fā)生、發(fā)展以及海馬組織的生長、發(fā)育、維持和老化進(jìn)程及學(xué)習(xí)記憶功能產(chǎn)生影響。見表4。

表4　差異表達(dá)miRNAs 預(yù)測靶基因的KEGG ID、描述和所在信號(hào)通路

3討論

利用D-半乳糖聯(lián)合AlCl3制備AD小鼠模型，表現(xiàn)為學(xué)習(xí)記憶減退、皮質(zhì)和海馬區(qū)Aβ蛋白水平增高、Aβ代謝相關(guān)分子表達(dá)受影響，可形成神經(jīng)元纖維纏結(jié)(NFT)、老年斑(SP)等〔5〕。這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，D-半乳糖聯(lián)合AlCl3誘導(dǎo)AD小鼠是一種穩(wěn)定的、為國內(nèi)外科研工作者所接受的AD動(dòng)物模型。物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)是一種利用嚙齒類動(dòng)物天生喜歡接近和探索新奇物體的本能來檢測動(dòng)物識(shí)別記憶的精細(xì)、敏感的行為學(xué)方法〔7〕。物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本研究采用D-半乳糖聯(lián)合AlCl3成功復(fù)制了小鼠模型。海馬在物體識(shí)別記憶形成過程中起著重要作用〔8〕。最新研究表明，D-半乳糖聯(lián)合AlCl3可造成小鼠海馬區(qū)CREB1、超氧化物歧化酶(SOD)等的活性下降，導(dǎo)致物體識(shí)別能力等AD癥狀的產(chǎn)生〔9,10〕。

本文通過分析發(fā)現(xiàn)，3組樣品中表達(dá)差異均大于2.0倍的miRNAs的靶基因重點(diǎn)分布在AD相關(guān)信號(hào)通路、神經(jīng)營養(yǎng)因子信號(hào)通路、長時(shí)程增強(qiáng)效應(yīng)相關(guān)通路，并處于這些信號(hào)通路的關(guān)鍵位置。

AD是一種進(jìn)行性的神經(jīng)退行性疾病，是癡呆的一種最普通形式，這種進(jìn)行性疾病以Aβ累積形成為特征。這些多肽來源于Aβ淀粉樣前體蛋白(APP)，而β位淀粉樣前體蛋白裂解酶(BACE)1是Aβ多肽產(chǎn)物的限速酶，調(diào)節(jié)Aβ肽的生成。AD病人BACE1的表達(dá)顯著增高〔11〕。伴隨AD的神經(jīng)退行性病變與神經(jīng)細(xì)胞凋亡的增加有關(guān)，這是導(dǎo)致認(rèn)知功能障礙的一種機(jī)制〔12〕。Bcl2 存在于胞質(zhì)線粒體的外壁處，作為抗細(xì)胞凋亡因子控制線粒體的滲透性來調(diào)控細(xì)胞凋亡〔13〕。在AD中許多miRNAs表現(xiàn)出異常表達(dá)，并且調(diào)節(jié)BACE1、Bcl2的活性。通過生物信息學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，在AD模型組和野生型對(duì)照組比較中差異表達(dá)的 miRNAs，miR-128、miR-195可能通過作用于BACE1 mRNA，miR-195、miR-23a、miR-181d、miR-429可能通過作用于Bcl2 mRNA，參與對(duì)AD相關(guān)信號(hào)通路的調(diào)控。

神經(jīng)營養(yǎng)因子，特別是BDNF可以調(diào)節(jié)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和功能，BDNF對(duì)海馬齒狀回的神經(jīng)形成和突觸發(fā)生發(fā)揮著重要的調(diào)控作用〔14,15〕。BDNF對(duì)突觸的可塑性和網(wǎng)絡(luò)的重構(gòu)起著積極的促進(jìn)作用〔16〕。而且，BDNF可以通過其特異的TrkB受體調(diào)節(jié)成年海馬的神經(jīng)發(fā)生。眾所周知，BDNF與TrkB受體結(jié)合，激活下游包括MAP/ERK在內(nèi)的信號(hào)通路，并活化環(huán)腺苷酸應(yīng)答元件結(jié)合蛋白(CREB)〔17〕。已經(jīng)證實(shí)增殖的齒狀回前體細(xì)胞表達(dá)TrkB受體〔18〕，提示BDNF對(duì)神經(jīng)發(fā)生的直接影響。通過生物信息學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)在AD模型組和野生型對(duì)照組比較中差異表達(dá)的 miRNAs，miR-30c、miR-195、miR-384-5p可能通過作用于BDNF mRNA來參與對(duì)神經(jīng)營養(yǎng)因子信號(hào)通路的調(diào)控。

海馬是腦組織和學(xué)習(xí)記憶相關(guān)的關(guān)鍵區(qū)域。學(xué)習(xí)、記憶和習(xí)慣化依賴于海馬區(qū)的突觸可塑性，比如長時(shí)程增強(qiáng)(LTP)和長時(shí)程抑制(LTD)等關(guān)鍵的細(xì)胞性活動(dòng)〔19〕。腦組織的老化常常伴隨著認(rèn)知障礙，特別是學(xué)習(xí)記憶能力的損傷。增齡相關(guān)的學(xué)習(xí)記憶能力的降低會(huì)與中樞突觸功能可塑性的損傷并行發(fā)生。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)證實(shí)了這一設(shè)想，因?yàn)橥挥|可塑性的表達(dá)包括突觸傳遞的 LTP 和 LTD 在記憶損傷的老年大鼠的腦組織發(fā)生了改變〔20〕。谷氨酸(Glu)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中一種最重要的興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，主要分布于大腦皮質(zhì)、海馬、小腦和紋狀體，在學(xué)習(xí)、記憶、神經(jīng)元可塑性及大腦發(fā)育等方面均起重要作用。研究證實(shí)，Glu的神經(jīng)遞質(zhì)作用是通過興奮性氨基酸受體而實(shí)現(xiàn)的，受體活性的變化、受體數(shù)目的增減都會(huì)對(duì)突觸效能產(chǎn)生明顯的影響。谷氨酸受體(GluRs)可分為離子型受體(iGluRs)和代謝型受體(mGluRs)兩大類。在對(duì)LTP的研究中，人們發(fā)現(xiàn)這幾種GluRs對(duì)LTP的誘導(dǎo)具有重要意義，這些受體的特異性拮抗劑不但可阻斷 LTP 的誘導(dǎo)，而且可破壞多種學(xué)習(xí)和記憶行為〔21,22〕。近年研究表明，CREB是神經(jīng)元內(nèi)多條信息傳遞途徑的匯聚點(diǎn)，參與長時(shí)記憶形成和突觸可塑性。增齡過程中，海馬CREB活性下降，影響學(xué)習(xí)記憶功能，與許多神經(jīng)退行性疾病發(fā)生有關(guān)〔23〕。生物信息學(xué)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在AD模型組和野生型對(duì)照組比較中差異表達(dá)的miRNAs可能通過作用于mGluRs mRNA或CREB1 mRNA，參與對(duì)LTP相關(guān)信號(hào)通路的調(diào)節(jié)，進(jìn)而調(diào)控中樞神經(jīng)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)記憶、認(rèn)知和行為等多方面功能。

本研究結(jié)果提示，miRNAs 可能通過調(diào)節(jié)AD相關(guān)信號(hào)通路、神經(jīng)營養(yǎng)因子信號(hào)通路、LTP 相關(guān)信號(hào)通路關(guān)鍵細(xì)胞因子的表達(dá)，參與調(diào)控中樞神經(jīng)系統(tǒng)的生長發(fā)育、衰老退化和學(xué)習(xí)記憶等生理功能。

4參考文獻(xiàn)

1Reinhart BJ.The 21-nucleotide let-7 RNA regulates developmental timing in Caenorhabditis elegans〔J〕.Nature,2000;403(6772):901-6.

2Huang Y,Mucke L.Alzheimer mechanisms and therapeutic strategies〔J〕.Cell,2012;148:1204-22.

3Tan L,Yu JT,Hu N.Non-coding RNAs in Alzheimer's disease〔J〕.Mol Neurobiol,2013;47(3):382-93.

4Schonrock N,Gotz J.Decoding the non-coding RNAs in Alzheimer's disease〔J〕.Cell Mol Life Sci,2012;69:3543-59.

5Luo Y,Niu F,Sun Z,etal.Altered expression of Aβ metabolism-associated molecules from D-galactose/AlCl3 induced mouse brain〔J〕.Mech Ageing Dev,2009;130(4):248-52.

6Stover KR,Campbell MA,van Winssen CM,etal.Early detection of cognitive deficits in the 3xTg-AD mouse model of Alzheimer's disease〔J〕.Behav Brain Res,2015;289(1):29-38.

7宋廣青,孫秀萍,劉新民.大鼠物體識(shí)別實(shí)驗(yàn)方法綜述〔J〕.中國比較醫(yī)學(xué)雜志,2013;23(7):55-60.

8Barker GRI,Warburton EC.When is the hippocampus involved in recognition memory〔J〕?J Neurosci,2011;31(29):10721-31.

9Yang WN,Hu XD,Han H,etal.The effects of valsartan on cognitive deficits induced by aluminum trichloride and D-galactose in mice〔J〕.Neurol Res,2014;36(7):651-8.

10Zhang IF,Jin GH,Lu XB,etal.Aluminium chloride impairs long-term memory and downregulates cAMP-PKA-CREB signaling in rats〔J〕.Toxicology,2014;323(1):95-108.

11Ahmed RR,Holler CJ,Webb RL,etal.BACE1 and BACE2 enzymatic activities in Alzheimer's disease〔J〕.J Neurochem,2010;112(10):1045-53.

12Zhu X,Raina AK,Perry G,etal.Apoptosis in Alzheimer disease:a mathematical improbability〔J〕.Curr Alzheimer Res,2006;3(4):393-6.

13Osford SM,Dallman CL,Johnson PW,etal.Current strategies to target the anti-apoptotic Bcl-2 protein in cancer cells〔J〕.Curr Med Chem,2004;11(8):1031-9.

14Cohen-Cory S,Kidane AH,Shirkey NJ,etal.Brain-derived neurotrophic factor and the development of structural neuronal connectivity〔J〕.Dev Neurobiol,2010;70(5):271-88.

15Lee E,Son H.Adult hippocampal neurogenesis and related neurotrophic factors〔J〕.BMB Rep,2009;42(5):239-44.

16Kuczewski N,Porcher C,Lessmann V,etal.Activity-dependent dendritic release of BDNF and biological consequences〔J〕.Mol Neurobiol,2009;39(1):37-49.

17Numakawa T,Suzuki S,Kumamaru E,etal.BDNF function and intracellular signaling in neurons〔J〕.Histol Histopathol,2010;25(2):237-58.

18Li Y,Luikart BW,Birnbaum S,etal.TrkB regulates hippocampal neurogenesis and governs sensitivity to antidepressive treatment〔J〕.Neuron,2008;59(3):399-412.

19Bliss TV,Collingridge GL.A synaptic model of memory:long-term potentiation in the hippocampus〔J〕.Nature,1993;361(6407):31-9.

20Potier B,Turpin FR,Sinet PM,etal.Contribution of the d-serine-dependent pathway to the cellular mechanisms underlying cognitive aging〔J〕.Front Aging Neurosci,2010;2:1.

21Morris RG.Synaptic plasticity and learning:selective impairment of learning rats and blockade of long-term potentiation in vivo by the N-methyl-D-aspartate receptor antagonist AP5〔J〕.J Neurosci,1989;9(9):3040-57.

22Balschun D,Manahan-Vaughan D,Wagner T,etal.A specific role for group I mGluRs in hippocampal LTP and hippocampus-dependent spatial learning〔J〕.Learn Mem,1999;6(2):138-52.

23Alberini CM.Transcription factors in long-term memory and synaptic plasticity〔J〕.Physiol Rev,2009;89(1):121-45.

〔2015-03-17修回〕

(編輯徐杰)

Microarray analysis of microRNA expression profiles in hippocampus of Alzheimer's disease and wild type mice

YANG Qun,SU Bo,ZHENG Yun,etal.

Department of Medical Function,School of Medicine,Yangtze University,Jingzhou 434023,Hubei,China

【Abstract】ObjectiveTo analyze differentially expressed miRNAs in D-galactose joint almuinim chloride(AlCl3) induced AD with wild-type mice hippocampus.MethodsKunming mice were randomly divided into AD model and wild type control groups,the model group was treated with D-galactose 90 mg·kg-1·d-1and AlCl340 mg·kg-1·d-1solution(i.p.),the control group was injection of normal saline(i.p.) once a day for 90 d.Object recognition test was used to test object recognition preference.The miRNA microarray was used to detect miRNAs expression in mice hippocampus of each group.ResultsIn the object recognition test,AD model mice showed quite less exploration time on new object (P<0.01) and significant lower discrimination index(P<0.001) compared with that of control group.Microarray analysis identified 17 differentially expressed miRNAs (≥2.0 fold up and down regulated,intersection of three sets).DAVID Functional Annotation Cluster (FAC) and pathway analysis of the target genes of miRNAs revealed confident enrichment scores for AD associated signaling pathway，neurotrophin signaling pathway and long-term potentiation pathway.ConclusionsBioinformatic analysis of the differentially expressed miRNAs have identified a number of miRNAs with putative involvement in AD development process.

【Key words】Alzheimer's disease; miRNA; Bioinformatics analysis

通訊作者：劉洋(1979-)，男，理學(xué)博士，講師，主要從事神經(jīng)退行性疾病分子機(jī)制研究。

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)青年基金項(xiàng)目(No.81401095)；湖北省衛(wèi)生計(jì)生青年人才項(xiàng)目(No.WJ2015Q045)

〔中圖分類號(hào)〕R592

〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A

〔文章編號(hào)〕1005-9202(2016)03-0532-04；doi：10.3969/j.issn.1005-9202.2016.03.008