基于线粒体跨膜转位因子复合体研究针刺改善SAMP8小鼠认知功能的作用机制

Research suggest that Alzheimer's disease (AD) is closely related with energy metabolic disorder of the mitochondria in the brain. Acupuncture can affect the function of the mitochondrial energy metabolism, but the molecular mechanism is not clear. The translocases localized to the mitochondrial membrane, is the key channel of the mitochondrial precursor protein into mitochondria, and plays a vital role in maintaining mitochondrial energy metabolism. Based on the previous research, we believe that the effects of acupuncture on AD are associated with the mitochondrial energy metabolism, which is may be implied through the activation of translocases. We will select the Senescence Accelerated Mouse P8 (SAMP8) as model to observe the effects of acupuncture on the activation of the membrane translocation factor complex, and the Tom40, Tom20 and Tim23 protein and the mRNA expression levels of neuron mitochondria, using transmission electron microscope, real-time RT-PCR technique and Western blot methods. We will further study the effects of acupuncture on the translocases to explore the mechanism of acupuncture in regulating the neuron mitochondrial energy metabolism. This study is of great significance to clarify the molecular mechanism of acupuncture in improving mitochondrial function, and to expound the mechanism of acupuncture in improving the cognitive function. It is can also provide solid theoretical and experimental evidence for acupuncture in treating AD.

研究认为阿尔茨海默病(AD)与脑组织线粒体能量代谢异常密切相关。针刺能影响线粒体能量代谢相关功能，但分子机制不清。定位于线粒体膜上的跨膜转位因子复合体(Translocases)是线粒体前体蛋白进入线粒体内的通道和关键因素，对于维持线粒体能量代谢功能起重要作用。基于前期研究基础，我们认为针刺治疗AD与线粒体能量代谢相关，可能是通过激活跨膜转位因子复合体来实现的。本课题以SAMP8小鼠为研究对象，采用透射电镜、实时荧光定量RT-PCR、Western blot等方法，观察针刺对神经元线粒体跨膜转位因子复合体的活化及Tom40、Tim20和Tim23蛋白基因表达的影响，通过深入研究针刺对线粒体跨膜转位因子复合体的作用，探讨针刺调节神经元线粒体能量代谢的作用机理。本研究对阐明针刺改善线粒体功能的分子机制，阐述针刺改善认知功能的机理有重要意义，也能为针刺治疗AD提供坚实的理论依据和实验依据。

研究认为阿尔茨海默病与脑组织线粒体能量代谢异常密切相关。针刺能影响线粒体能量代谢相关功能，但分子机制不清。定位于线粒体膜上的跨膜转位因子复合体是线粒体前体蛋白进入线粒体内的通道和关键因素，对于维持线粒体能量代谢功能起重要作用。.本研究以线粒体膜上的跨膜转位因子复合体为切入点，应用透射电镜、实时荧光定量RT-PCR、Western blot等技术和方法，观测线粒体结构和功能相关指标（生化基础、结构形态、功能变化），观测跨膜转位因子复合体Tom40 、Tom20 、Tim23mRNA基因表达和蛋白表达的变化，同时观测SAMP8小鼠学习记忆能力，并进一步观测针刺对上述指标的干预效应。. 得出结果：1.通过Morris水迷宫测试得出:SAMP8存在空间参考记忆和学习记忆障碍，针刺能逆转SAMP8小鼠的空间记忆和学习记忆缺陷。2.三焦针法改变了线粒体的超微结构。（1）与SAMR1组相比，P8组少量线粒体肿胀，线粒体嵴模糊。肿胀的线粒体可见空泡变性和明显的线粒体嵴断裂。（2）与P8对照组比较，P8非穴组无明显变化。而P8针刺组线粒体肿胀较P8对照组减轻，线粒体嵴更加完整,此外，空泡变性和线粒体嵴断裂也得到缓解。3. 与P8非穴组相比，针刺可抑制线粒体内活性氧的数量。4.针刺提高了线粒体呼吸链复合物的活性。与SAMR1组相比，SAMP8小鼠线粒体呼吸链复合物活性均降低。与P8组相比，针刺显著升高了线粒体呼吸链复合体I、II、III和IV。 5.针刺提高了Na+/K+和Ca2+/Mg2+ATP酶活性。与SAMR1相比，SAMP8组Na+/K+和Ca2+/Mg2+ ATP酶活性均降低。与SAMP8组相比，SAMP8针刺组Na+/K+和Ca2+/Mg2+ATP酶活性显著提高。 6.针刺增加了线粒体中ATP的水平。SAMP8组ATP水平降低。与预期一样，针刺增加了SAMP8小鼠线粒体的ATP水平，而非穴组无明显变化。7.针刺促进了Tom40、Tom20和Tim23的mRNA和蛋白表达。 .总之，针刺通过影响线粒体跨膜转位因子复合体相关因子蛋白和基因的表达，保持线粒体结构的稳定，改善脑部能量供给，从而调节能量代谢紊乱，提高记忆和认知功能，为针刺防治AD提供新的切入点和理论依据。