早期游泳调节纹状体细胞自噬缓解<i>Shank3</i>基因敲除大鼠刻板行为

目的 通过8周游泳运动干预Shank3基因敲除（Shank3^-/-）诱导的孤独症谱系障碍（autism spectrum disorder，ASD）大鼠模型，基于细胞自噬视角探索运动干预改善大鼠孤独症样行为的机制。方法 根据基因型鉴定结果及运动干预情况将大鼠分为野生对照组（WC组）、Shank3^-/-组（KC组）、野生游泳组（WS组）、Shank3^-/-游泳组（KS组），每组15只。KS组和WS组进行8周游泳运动锻炼，5 d/周，逐步递增至40 min/次并保持。游泳运动干预后24 h进行行为学实验，包括：自梳理实验、埋珠实验、孔洞实验。行为学测试12 h后进行取材，通过透射电镜观察纹状体区域自噬体数量，免疫荧光染色观察微管相关蛋白1轻链3（LC3）蛋白及选择性自噬接头蛋白（p62）蛋白表达水平，实时荧光定量聚合酶链式反应（quantitative real-time polymerase chain reaction，qPCR）和免疫印迹法（Western blot）检测纹状体组织中B细胞淋巴瘤蛋白2相互作用蛋白1（Beclin1）、LC3、p62、自噬相关蛋白质5（Atg5）、自噬相关16样蛋白1（Atg16L）、溶酶体相关蛋白1（LAMP1）的蛋白质和mRNA的表达。结果 与WC组相比，KC组大鼠自梳理次数（P0.05）及时间（P0.01）显著增加，埋珠数量显著增加（P0.01），孔洞探索次数（P0.05）及单一孔洞探索次数（P0.01）显著增加，8周游泳运动后，相比于KC组大鼠，KS组大鼠自梳理时间、埋珠数量及单一孔洞探索次数显著降低。此外，与WC组相比，KC组大鼠纹状体区域有大量自噬体形成，同时Atg5（P0.05）、Atg16L（P0.01）、p62（P0.01）的蛋白质及mRNA表达显著上升，LC3II/LC3I比值上升（P0.01），Beclin1蛋白显著上升（P0.01），LAMP1的蛋白质及mRNA表达显著下降（P0.01）。8周游泳运动后，相比于KC组大鼠，KS组大鼠蛋Atg5、Atg16L、p62的蛋白质及mRNA表达显著下降，LC3II/LC3I显著下降 （P0.05），Beclin1蛋白显著下降（P0.01），LAMP1的蛋白质及mRNA表达显著上升（P0.05）。结论 8周早期游泳可以调节纹状体细胞自噬缓解Shank3^-/-大鼠刻板行为。