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目的探讨阿托伐他汀(Atorvastatin,Ato)对体外培养大鼠乳鼠大脑皮层神经元树突早期发育的促进作用及其相关信号转导机制。方法选用出生0~24 h的Sprague-Dawley(SD)大鼠乳鼠,无菌条件下取出大脑皮层,剪碎后用0.125%胰蛋白酶消化,DMEM/F12培养基培养,培养3 d的神经元用于实验。实验分为两部分,第一部分确定Ato对树突发育是否有影响,实验分组:对照组:加入0.1%的DMSO;Ato(1、5、10μmol/L)组:Ato溶解于DMSO中,使用时分别用培养基稀释成终浓度为1、5、10μmol/L,加入培养3 d的神经元作用48 h。应用倒置相差显微镜测量树突分支总长度(Total dendritic branch length,TDBL),一级树突数目(Primary-order dendrite number,PDN)和最大分支级数(Maximum branch order,MBO),观察Ato对神经元树突发育的影响。第二部分探讨Ato对树突发育作用的相关信号转导机制,实验分组:对照组;Ato(10μmol/L)组;各单独阻断剂组:细胞外信号调节激酶的激酶(Extracellular signal-regulated kinase kinase,MEK)阻断剂PD98059(50μmol/L)、磷脂酰肌醇3激酶(Phosphoinositide-3 kinase,PI3K)阻断剂LY294002(30μmol/L)、蛋白激酶B(Protein kinase B,PKB/Akt)阻断剂Triciribine(5μmol/L)、哺乳动物雷帕霉素靶蛋白(Mammalian target of rapamycin,mTOR)阻断剂Rapamycin(100 nmol/L)分别单独加入培养3 d的神经元作用48 h;各阻断剂+Ato组:加入Ato(10μmol/L)前1 h分别加入PD98059(50μmol/L)、LY294002(30μmol/L)、Triciribine(5μmol/L)、Rapamycin(100 nmol/L)共同作用48h。应用倒置相差显微镜测量神经元TDBL、PDN和MBO,观察Ato促进树突发育作用的信号转导机制。通过Western blot法半定量分析PI3K信号转导通路下游蛋白磷酸化的磷酸肌醇依赖激酶(Phospho-phosphoinositide-dependent kinase 1,p-PDK1)和p-Akt(Thr308),Akt信号转导通路下游蛋白p-mTOR,mTOR信号转导通路下游蛋白磷酸化的核糖体S6激酶(Phospho-ribosomal S6-kinase,p-P70S6K)和磷酸化的真核翻译起始因子结合蛋白1(Phospho-eukaryotic initiation factor 4E binding protein 1,p-4E-BP1)表达的改变。结果形态学观察结果显示Ato(1、5、10μmol/L)可明显促进树突发育,表现为树突分支总长度增加、一级树突数目增多、最大分支级数增大,并呈明显浓度依赖性,Ato(10μmol/L)作用最强。PD98059(50μmol/L)微弱对抗Ato促进树突发育的作用,表明Ato促进树突发育作用与激动MEK/ERK信号转导通路有一定的关系。而LY294002(30μmol/L)几乎完全对抗Ato促进树突发育作用,表明Ato促进树突发育作用主要通过激动PI3K产生。应用PI3K下游蛋白Akt阻断剂Triciribine(5μmol/L)也几乎完全对抗Ato促进神经元树突发育作用,表明Ato促进树突发育作用主要通过激动Akt产生。进一步应用Akt下游蛋白mTOR阻断剂Rapamycin(100 nmol/L)同样几乎完全对抗Ato促进树突发育作用,表明Ato促进树突发育作用主要通过激动mTOR产生。Western blot结果,首先,我们通过p-PDK1蛋白表达水平观察Ato对树突发育作用的浓度依赖性,结果显示Ato明显上调p-PDK1蛋白表达,并呈明显浓度依赖性,Ato(10μmol/L)作用最强,因此在之后的实验中Ato的终浓度均选用10μmol/L。其次,我们也通过p-PDK1蛋白表达水平观察了Ato对树突发育作用的时间依赖性,结果显示加入Ato(10μmol/L)作用48 h时p-PDK1蛋白表达水平达高峰,因此在之后的实验中Ato的作用时间均选择48 h。另外,本实验研究神经元树突的早期发育,所以选择培养3 d时开始加入Ato。第二部分Ato对树突发育作用的相关信号转导机制的结果显示,Ato(10μmol/L)较正常对照组可明显上调p-PDK1、p-Akt(Thr308)、p-mTOR(Ser2448)、p-P70S6K、p-4E-BP1蛋白表达水平。Ato(10μmol/L)可明显上调LY294002所致p-PDK1、p-Akt(Thr308),Triciribine所致p-mTOR(Ser2448),Rapamycin所致p-P70 S6K、p-4E-BP1蛋白表达水平的下降,从而证明Ato主要通过激活PI3K/Akt/mTOR信号转导通路促进树突发育。结论阿托伐他汀对体外培养皮层神经元树突的早期发育有促进作用,这种促进作用与激活MEK/ERK信号转导通路有一定的关系,主要通过激活PI3K/Akt/mTOR信号转导通路。