APP/PS1二重トランスジェニックマウスの海馬における認識記憶とAβ、炎症性因子タンパク質およびアクアポリン4のレベルに対する電気鍼治療の効果

[Effect of electroacupuncture on recognition memory and levels of Aβ, inflammatory factor proteins and aquaporin 4 in hippocampus of APP/PS1 double transgenic mice].

• Lin-Mei Wang
• Tian-Tian Zhao
• Han-Pu Zhou
• Zi-Yi Zhou
• Shuo Huang
• Yin-Lu Ling
• Shui-Jin Shao

抄録

目的:

アミロイド前駆体タンパク質/プレセニリン-1（APP/PS1）トランスジェニックマウスの海馬におけるグリア細胞の活性化、炎症性因子タンパク質とアクアポリン4（AQP4）の発現に関する"Baihui"（GV20）と"Shenshu"（BL23）での電気鍼治療（EA）の効果を調査するために、アルツハイマー病（AD）の改善の根底にあるそのメカニズムを探るために。

OBJECTIVE: To investigate the effect of electroacupuncture (EA) at "Baihui "(GV20) and "Shenshu "(BL23) on activation of glial cells, expression of inflammatory factor proteins and aquaporin 4 (AQP4)in the hippocampus of amyloid precursor protein/presenilin-1 (APP/PS1) transgenic mice, so as to explore its mechanisms underlying improvement of Alzheimer's disease(AD).

方法:

C57/BL6バックグラウンド雄性APP695/PS1-dE9(APP/PS1)二重トランスジェニックマウス20匹(モデル群)と野生型(WT)C57/BL6マウス20匹(ブランク群)をそれぞれコントロール群とEA群に無作為に割り付けた。EA(2Hz/15Hz、1-2mA)をGV20と両側BL23に30分間、1日1回、週6日、4週間かけて印加した。認識記憶能力は、行動テストボックス内の新規物体認識テストで検出した。全時間に対する新規物体との密接な相互作用に費やした時間の割合（Ｃ）を選好指数の生成に用いた。海馬βアミロイド蛋白質（Ａβ）およびＡβの内容物をＥＬＩＳＡ法でアッセイし、グリア線維性酸性蛋白質（ＧＦＡＰ）、イオン性カルシウム結合受容体分子-１（Ｉｂａ-１）、インターロイキン-１βの発現量を測定した。(IL-1β)、インターロイキン-6(IL-6)及び腫瘍壊死因子-α(TNF-α)タンパク質をウエスタンブロットで測定した。海馬アストロサイト(GFAP標識細胞)、ミクログリア(Iba-1標識細胞)、AQP4(Aβ除去用)の極性発現を免疫組織化学で測定した。

METHODS: Twenty C57/BL6 background male APP695/PS1-dE9(APP/PS1) double transgenic mice (model group) and 20 wild type (WT) C57/BL6 mice (blank group) were respectively randomized into control and EA groups. EA (2 Hz/15 Hz, 1－2 mA) was applied to GV20 and bilateral BL23 for 30 min, once daily, 6 days a week for 4 weeks. The recognition memory ability was detected by novel object recognition tests in a behavior test box. The percentage of time spent in close interaction with novel object (C) relative to the total time was used to generate preference index. The contents of hippocampal β amyloid protein (Aβ) and Aβ were assayed using ELISA, and the expression levels of glial fibrillary acidic protein (GFAP), ionic calcium binding receptor molecule-1 (Iba-1), interleukin-1β (IL-1β), interleukin-6 (IL-6) and tumor necrosis factor-α (TNF-α) proteins in the hippocampus measured by Western blot. The activities of hippocampal astrocytes (GFAP-labelled cells), microglia (Iba-1-labelled cells) and the polarity expression of AQP4 (for removing Aβ) were measured by immunohistochemistry.

結果:

嗜好指数は、モデル群ではブランク対照群に比べて有意に低下し（<0.05）、モデル＋EA群ではモデル群に比べて有意に上昇し（<0.05）、EA後の認識記憶の改善が示唆された。また、GFAPおよびIba-1のAβおよびAβ免疫活性の内容、GFAP、Iba-1、IL-1β、IL-6およびTNF-αタンパク質の発現量は、モデル群ではブランク対照群に比べて有意に高かった(<0.0.01，<0.05），AQP4免疫活性はモデル群ではブランク対照群に比べて有意に低かった（<0.05）．モデル群と比較して、AβおよびAβ GFAP、Iba-1、IL-1β、IL-6およびTNF-αタンパク質のレベル、およびAβプラーク面積の割合は、モデル＋EA群で有意に減少していた（<0.01，<0.05），AQP4の免疫活性はmo-del＋EA群で有意に増加した（<0.05）．また，ブランク＋EA群では，ブランク対照群に関連する上記指標に有意な変化は認められなかった（>0.05）．

RESULTS: The preference index was significantly decreased in the model group relatively to the blank control group (<0.05) and considerably increased in the model＋EA group relatively to the model group (<0.05), suggesting an improvement of the recognition memory after EA. The contents of Aβ and Aβ immunoactivity of GFAP and Iba-1, expression levels of GFAP, Iba-1, IL-1β, IL-6 and TNF-α proteins were significantly higher in the model group than in the blank control group (<0.01，<0.05), while the AQP4 immunoactivity was notably lower in the model group than in the blank control group (<0.05). Compared with the model group, the levels of Aβ and Aβ GFAP, Iba-1, IL-1β, IL-6 and TNF-α proteins, and the percentage of Aβ plaque area were significantly decreased in the model＋EA group (<0.01，<0.05), and the immunoactivity of AQP4 was significantly increased in the mo-del＋EA group (<0.05). No significant changes were found in the above-mentioned indexes in the blank＋EA group relevant to the blank control group (>0.05)．.

結論:

GV20およびBL23におけるEAは、炎症反応やAβレベルを低下させ、アストロサイトやミクログリアの活性化を抑制し、APP/PS1トランスジェニックマウスの海馬組織におけるAQP4の発現を上昇させることから、認識記憶能力の改善効果に寄与する可能性があり、脳内のグリン系によるAβの排出を促進することで、ADの発症を遅らせる役割を示唆しています。

CONCLUSION: EA at GV20 and BL23 can reduce inflammatory reaction and Aβ level, suppress activation of astrocytes and microglia, and up-regulate expression of AQP4 in the hippocampus tissue in APP/PS1 transgenic mice, which may contribute to its effect in improving recognition memory ability, suggesting a role of EA intervention in delaying the development of AD via promoting the drainage of Aβ by the glymphatic system in the brain.