急性睡眠剥夺对大脑皮层蛋白表达谱的影响OA

目的探究急性睡眠剥夺对大脑皮层蛋白谱的影响,揭示其导致小鼠认知功能障碍的分子机制,为睡眠相关认知障碍提供理论依据与潜在靶点。方法8周龄雄性C57BL/6J小鼠随机分为对氯苯丙氨酸(parachlorophenylalanine,PCPA)诱导急性睡眠剥夺组和对照组(NC组),连续2 d分别腹腔注射PCPA 300 mg/kg和同等剂量生理盐水,通过翻正反射实验验证模型有效性。采用蛋白质组学分析两组小鼠大脑皮层差异蛋白,利用GO/KEGG富集分析关键通路;筛选并用Western blot验证关键差异蛋白电压门控钾离子通道C亚家族成员2(potassium voltage-gated channel subfamily C member 2,KCNC2),利用GeneNetwork数据库及基因-基因、基因-表型的皮尔逊相关性分析构建KCNC2基因-认知表型关联网络。结果与NC组相比,急性睡眠剥夺组小鼠睡眠潜伏期延长,睡眠时间缩短(P<0.001);两组小鼠大脑皮层共鉴定出304种差异蛋白(P<0.05),包含36种显著差异蛋白(fold change≥2,P<0.05),差异蛋白主要富集于突触组织、阿尔茨海默病及帕金森氏病;其中KCNC2为差异最显著蛋白(fold change=0.066,P<0.001),急性睡眠剥夺组小鼠大脑皮层中KCNC2蛋白表达显著下调。Western blot进一步验证,与NC组小鼠相比,急性睡眠剥夺组小鼠大脑皮层KCNC2表达水平显著下调(P<0.05)。基因-表型关联分析显示KCNC2的表达水平与水迷宫探索时间(r=0.692,P=2.528e-5)等350个认知表型显著相关。与KCNC2表达相关的前2000种基因显著富集在突触组织,与谷氨酸突触通路密切相关。结论PCPA诱导的急性睡眠剥夺可导致大脑皮层KCNC2表达下调,并通过干扰谷氨酸突触信号通路导致小鼠认知功能障碍。