时间特异性敲除腺苷酸活化蛋白激酶α1/2基因小鼠的海马能量代谢与突触可塑性

doi:10.12307/2022.626

中国组织工程研究 ›› 2022, Vol. 26 ›› Issue (20): 3230-3235.doi: 10.12307/2022.626

• 组织构建细胞学实验 cytology experiments in tissue construction • 上一篇下一篇

时间特异性敲除腺苷酸活化蛋白激酶α1/2基因小鼠的海马能量代谢与突触可塑性

刘雨露1，贾微微1，2，戴雅玲1，许雯珊1，丁妍怡1，梁胜祥3，柳维林2，3，陈立典2

1福建中医药大学康复医学院，福建省福州市 350122；2康复医疗技术国家地方联合工程研究中心，福建省福州市 350122；3福建中医药大学康复产业研究院，福建省福州市 350122

收稿日期:2021-09-17 接受日期:2021-11-03 出版日期:2022-07-18 发布日期:2022-01-20
通讯作者: 柳维林，副教授，福建中医药大学康复产业研究院，福建省福州市 350122；康复医疗技术国家地方联合工程研究中心，福建省福州市 350122
作者简介:刘雨露，女，1996年生，汉族，江西省宜春市人，福建中医药大学在读硕士，主要从事神经康复与认知科学的研究。
基金资助:
福建省“雏鹰计划”青年拔尖人才项目(2901750102003)，项目负责人：柳维林

Effects of time-specific AMP-activated protein kinase alpha1/2 gene knockout on hippocampal energy metabolism and synaptic plasticity in mice

Liu Yulu1, Jia Weiwei1, 2, Dai Yaling1, Xu Wenshan1, Ding Yanyi1, Liang Shengxiang3, Liu Weilin2, 3, Chen Lidian2

1School of Rehabilitation Medicine, Fujian University of Traditional Chinese Medicine, Fuzhou 350122, Fujian Province, China; 2National and Local Joint Engineering Research Center for Rehabilitation Medical Technology, Fuzhou 350122, Fujian Province, China; 3Research Institute of Rehabilitation Industry, Fujian University of Traditional Chinese Medicine, Fuzhou 350122, Fujian Province, China

Received:2021-09-17 Accepted:2021-11-03 Online:2022-07-18 Published:2022-01-20
Contact: Liu Weilin, Associate professor, National and Local Joint Engineering Research Center for Rehabilitation Medical Technology, Fuzhou 350122, Fujian Province, China; Research Institute of Rehabilitation Industry, Fujian University of Traditional Chinese Medicine, Fuzhou 350122, Fujian Province, China
About author:Liu Yulu, Master candidate, School of Rehabilitation Medicine, Fujian University of Traditional Chinese Medicine, Fuzhou 350122, Fujian Province, China
Supported by:
the Fujian Provincial “Foal Eagle Program” for Top Youth Talents, No. 2901750102003 (to LWL)

摘要/Abstract

摘要：

文题释义：

腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)：是一种分子水平的能量传感器，能够调节机体能量平衡，为神经元活动提供能量，是认知相关疾病的关键治疗靶点之一。
长时程增强(Long trem potentiatin，LTP)：是突触可塑性的客观评价指标，能够有效反映突触强度，也是学习记忆的重要生理学基础，兴奋性突触后电位增幅降低，是突触可塑性受损的表现。

背景：腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)是一种分子水平的能量传感器，当机体处于低能状态时能被激活进而为神经元活动提供能量，但对于时间特异性敲除AMPK与认知功能障碍发生的关系尚未清楚。
目的：探讨时间特异性敲除AMPKα1/2基因小鼠海马能量代谢与突触可塑性的变化，寻找能量代谢与认知功能之间的关键分子靶点。
方法：将16只6月龄携带有AMPKα1/2flox/flox和Camk2a-cre/ERT2的AMPKα1/2flox/flox+ CaMk2a-cre/ERT2基因型小鼠按随机数字表分为：对照组(n=8)和AMPKα1/2敲除组(n=8)。AMPKα1/2敲除组每天腹腔注射0.1 mL他莫昔芬，对照组每天腹腔注射等剂量的玉米油溶剂。两组小鼠连续注射5 d，等待7 d后，巴恩斯迷宫检测小鼠空间学习记忆能力；化学交换饱和转移成像技术(CEST)观察海马区葡萄糖代谢能力；膜片钳电生理技术检测海马CA3-CA1神经环路场电位，包括Input-output(I/O曲线)、配对脉冲易化比率以及高频刺激诱导长时程突触可塑性。
结果与结论：①与对照组相比，AMPKα1/2敲除组小鼠逃避潜伏期延长(P < 0.001)，接触目标洞口次数明显减少(P < 0.05)，目标象限所占时间显著缩短(P < 0.05)；②与对照组相比，AMPKα1/2敲除组小鼠海马区葡萄糖代谢水平降低(P < 0.05)；③与对照组相比，AMPKα1/2敲除组小鼠海马脑区，在给予不同刺激量时的电压值均显著降低(P < 0.05)；在基础场电位中，不同时间间隔的配对脉冲易化比率显著降低(P < 0.05)；④与对照组相比，AMPKα1/2敲除组小鼠海马高频刺激后兴奋性突触后电位振幅显著降低(P < 0.05)；⑤结果表明，时间特异性敲除AMPKα1/2基因导致海马区葡萄糖代谢水平下降，使得突触前递质释放、突触传递效能和突触可塑性受损，进而导致空间学习记忆障碍的产生。

缩略语：腺苷酸活化蛋白激酶：AMP-activated protein kinase，AMPK

https://orcid.org/0000-0002-8598-6256 (刘雨露) ；https://orcid.org/0000-0001-7212-3147 (柳维林)

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

关键词: 腺苷酸活化蛋白激酶, 小鼠, 葡萄糖代谢, 突触传递效能, 突触可塑性, 长时程增强, 学习记忆

Abstract: BACKGROUND: AMP-Activated protein kinase (AMPK) is a molecular-level energy sensor that can be activated when the body is in a low energy state to provide energy for neuronal activity. However, the relationship between time-specific AMPK knockout and the development of cognitive dysfunction remains unclear.
OBJECTIVE: To investigate the effects of time-specific AMPKα1/2 knockout on hippocampal energy metabolism and synaptic plasticity in mice, and to search for key molecular targets between energy metabolism and cognitive function.
METHODS: Sixteen 6-month-old mice with AMPKα1/2FLOX/FLOX and AMPKα1/2FLOX/FLOX+Camk2a-cre/ERT2 were randomly divided into control group (n=8) and AMPKα1/2 knockout group (n=8). The AMPKα1/2 knockout group was intraperitoneally injected with 0.1 mL tamoxifen daily, while the control group was intraperitoneally injected with an equal dose of corn oil solvent daily. Injections in each group were conducted for 5 continuous days. After 7 days, Barnes maze test was used to test spatial learning and memory ability of mice. Chemical exchange saturation transfer imaging was used to observe the glucose metabolism in the hippocampus. Patch clamp electrophysiological techniques were used to detect the field potential of hippocampal CA3-CA1 neural circuit, including input-output curve, paired-pulse facilitation ratio and long-term synaptic plasticity induced by high frequency stimulation.
RESULTS AND CONCLUSION: Compared with the control group, the escape latency was prolonged (P < 0.001), the frequency of contact with the target hole decreased significantly (P < 0.05), and the time spent in the target quadrant decreased significantly (P < 0.05) in the AMPKα1/2 knockout group. Compared with the control group, the level of glucose metabolism in the hippocampus of mice was reduced in the AMPKα1/2 knockout group (P < 0.05). Compared with the control group, the voltage in the hippocampus was significantly decreased with different amounts of stimulation in the AMPKα1/2 knockout group (P < 0.05). At the base field potential, the paired-pulse facilitation ratios at different time intervals decreased significantly (P < 0.05). Compared with the control group, high frequency stimulation significant reduced the amplitude of excitatory postsynaptic potential in the hippocampus of mice in the AMPKα1/2 knockout group after (P < 0.05). These results suggest that time-specific AMPKα1/2 knockdown decreases glucose metabolism in the hippocampus, impairs presynaptic transmitter release, synaptic transmission efficiency, and synaptic plasticity, thereby leading to spatial learning and memory disorders.

Key words: AMP-Activated protein kinase, mouse, glucose metabolism, synaptic transmission efficiency, synaptic plasticity, long-term potentiation, learning and memory

中图分类号:

刘雨露, 贾微微, 戴雅玲, 许雯珊, 丁妍怡, 梁胜祥, 柳维林, 陈立典. 时间特异性敲除腺苷酸活化蛋白激酶α1/2基因小鼠的海马能量代谢与突触可塑性[J]. 中国组织工程研究, 2022, 26(20): 3230-3235.

Liu Yulu, Jia Weiwei, Dai Yaling, Xu Wenshan, Ding Yanyi, Liang Shengxiang, Liu Weilin, Chen Lidian. Effects of time-specific AMP-activated protein kinase alpha1/2 gene knockout on hippocampal energy metabolism and synaptic plasticity in mice[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2022, 26(20): 3230-3235.

图/表（结果） 6

2.1 实验动物数量分析 16只小鼠随机分为2组，实验过程无脱失。
2.2 小鼠基因鉴定结果实验所需基因型小鼠为AMPKα1/2flox/flox+Camk2α-cre/ERT2小鼠，PCR结果显示，2，4号小鼠为含有AMPKα1/2flox/flox纯合子和Camk2α-cre/ERT2基因型小鼠，即为实验所需小鼠类型，结果见图1。

2.3 AMPKα1/2敲除小鼠出现空间学习记忆障碍在巴恩斯迷宫学习期，第1-4天两组小鼠逃避潜伏期均有所下降，表明空间学习记忆的形成。学习期比较两组小鼠4 d的逃避潜伏期，采用重复测量方差分析。结果显示，结果符合Mauchly’s 球形检验(P=0.925)，时间效应差异有显著性意义(F=19.532，P < 0.001)，表明两组小鼠的逃避潜伏期会随时间变化；组别时间效应差异有显著性意义(F=3.213，P < 0.001)，表明两组小鼠的逃避潜伏期随时间呈下降趋势，且两组之间差异有显著性意义。通过两独立样本t检验对两组小鼠进行组间比较，第3，4天AMPKα1/2敲除组与对照组相比，逃避潜伏期延长(P < 0.001)，见表1。

测试期结果显示，与对照组相比，AMPKα1/2敲除组小鼠接触目标洞口次数明显减少(P=0.003< 0.05)；目标象限所占时间显著缩短(P=0.006< 0.05)，见表2。

2.4 AMPKα1/2敲除小鼠海马的葡萄糖代谢水平下降 CEST扫描结果显示，对照组非对称磁化转移率显著高于AMPKα1/2敲除组(3.72±1.25，1.66±0.65，t=2.902，P=0.027)；与对照组相比，AMPKα1/2敲除组小鼠海马区葡萄糖代谢水平显著下降(P=0.021< 0.05)，表明AMPKα1/2敲除出现葡萄糖代谢障碍，见图2。

2.5 AMPKα1/2敲除小鼠基础突触传递效能下降通过检测2组小鼠海马CA3-CA1区I/O曲线结果表明，与对照组相比，AMPKα1/2敲除组在给予10，20，30，40，50，60，70 μA刺激的电压值均显著降低(P < 0.05)，表明AMPKα1/2敲除小鼠海马神经元突触基础传递效能受损。配对脉冲易化比率结果显示，与对照组小鼠相比，AMPKα1/2敲除组小鼠基础场电位时间间隔(10，20，50，100，200 ms)的配对脉冲易化比率显著降低(P < 0.05)，表明AMPKα1/2敲除小鼠突触前兴奋性神经递质释放出现障碍，见图3。

2.6 AMPKα/2敲除小鼠突触可塑性受损通过检测2组小鼠海马CA3-CA1区长时程增强结果显示，对照组小鼠在给予高频刺激后，海马CA3-CA1区兴奋性突触后电位振幅相比基线振幅增加150%以上，表明对照组小鼠长时程增强诱导成功。与对照组小鼠相比，AMPKα1/2敲除小鼠，高频刺激后兴奋性突触后电位振幅显著降低(P < 0.05)，表明AMPKα1/2敲除小鼠突触可塑性受损，见图4。

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引言

腺苷酸活化蛋白激酶(AMP-activated protein kinase，AMPK)作为一种分子水平的能量传感器，是由一个催化(α亚基)和两个调节(β、γ亚基)组成的异源三聚体复合物[1]。α亚基在神经元中广泛表达，α1和α2作为α亚基的两种主要类型，其与认知密切相关[2]。有研究指出，通过激活AMPKα1能有效改善受损的认知功能[3]。大部分神经退行性疾病患者脑葡萄糖代谢水平均表现出显著降低[4-5]。当机体处于低能状态下时，AMPKα能被有效激活进而为神经元活动提供能量[6]。因此，AMPK可能通过调节能量代谢影响认知功能。
长时程增强是突触可塑性的重要客观评价指标[7]。AMPK作为一个重要的能量调节器，能够有效调节脑能量代谢水平，进而为神经元突触活动提供能量，以维持突触间信息的高效传递[8-9]。有研究指出，通过激活AMPK/PGC-1α信号通路，能有效挽救小鼠海马齿状受损的长时程增强，改善小鼠的空间识别记忆[10]。近期，有学者在胚胎期野生小鼠敲除AMPKα2基因后，发现其长时程增强受损[11]。由此可见，AMPK对于神经元突触可塑性的意义重大，但对于AMPK影响能量代谢与认知障碍的关系尚不清楚。
Loxp/Cre/ERT2基因编辑技术可以控制目标基因在特定时间、特定部位敲除，且能有效避免因胚胎期敲除导致某些基因的先天缺失，而出现死胎问题，为探明AMPK介导能量代谢导致认知功能障碍的致病机制提供了技术支撑[12]。此次研究通过构建6月龄 AMPKα1/2亚基敲除模型小鼠，观察AMPKα1/2敲除对小鼠空间学习记忆、海马区能量代谢及突触可塑性的影响。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

材料方法

1.1 设计随机分组对照动物实验。逃避潜伏期采用重复测量方差分析；组间比较采用两独立样本t检验。
1.2 时间及地点实验于2020年8月至2021年4月在福建中医药大学康复产业研究院实验室内完成。
1.3 材料
1.3.1 实验动物 SPF级C57B6品系AMPKα1flox/flox和AMPKα2flox/flox纯合子小鼠购自美国Jax实验室，动物编号：014141。C57B6品系Camk2α-cre/ERT2小鼠购于江苏集萃康生物科技有限公司，许可证号：SCXK(苏)2018-0008。饲养于福建中医药大学SPF级实验动物中心，模拟正常昼夜节律，自由摄食及饮水。实验经福建中医药大学动物实验管理委员会批准，动物实验伦理批号：FJTCMIACUC2019031。所有动物实验操作均严格按照动物伦理准则和指南相关条例要求。
1.3.2 实验试剂与仪器 DNA提取试剂盒(广州铂晋生物科技有限公司)，PCR引物(上海生工生物工程公司)；他莫昔芬(Tamoxifen，美国Sigma公司 Lot#WXBD2299V)；试剂级玉米油(上海麦克林公司 )；异氟烷(RWD公司)；巴恩斯迷宫实验设备(上海欣软公司)；7.0T核磁共振成像仪(德国Burker公司)；凝胶成像系统(美国Bio-Rad公司)；恒温水浴锅HWS24(上海一恒公司)；膜片钳离子通道检测系统(AXON公司)；MP-225微操纵仪器(Sutter公司)；玻璃电极拉制仪(RWD公司)；玻璃电极(Sutter公司)。
1.4 实验方法
1.4.1 小鼠繁育流程 ①AMPKα1flox/flox纯合子小鼠与AMPKα2flox/flox纯合子小鼠杂交，获得F1代基因型为AMPKα1/2flox/flox纯合子小鼠；②F1代小鼠与Camk2α-cre/ERT2小鼠杂交，获得F2代基因型AMPKα1/2flox/wt+Camk2α-cre/ERT2小鼠，F2代小鼠自交最后得到AMPKα1/2flox/flox+Camk2α-cre/ERT2小鼠为此次研究所需基因型小鼠。
1.4.2 PCR基因鉴定与分组杂交后共获得基因型为AMPKα 1/2flox/flox+Camk2α-cre/ERT2的6月龄雌性小鼠16只，按随机数字表法分为2组：AMPKα1/2敲除组(n=8)与对照组(n=8)。

1.4.3 AMPKα1/2敲除组小鼠模型构建 AMPKα1/2敲除组小鼠每天腹腔注射0.1 mL他莫昔芬，对照组小鼠每天腹腔注射0.1 mL玉米油溶剂，连续注射5 d，等待7 d。Camk2a-Cre/ERT2基因型小鼠为实验的工具鼠，该基因型小鼠是含有雌激素受体的配体结合区突变体(ERT)与Cre重组酶的融合蛋白的小鼠，以钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱα为启动子。注射他莫昔芬后，Cre重组酶活性被诱导激活，在钙/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱα/启动子的作用下，特异性识别兴奋性神经元组织中AMPKα1/2flox/flox基因，控制AMPKα1/2基因在6月龄的特定时间内选择性敲除。

1.4.4 巴恩斯迷宫实验检测两组小鼠空间学习记忆能力他莫昔芬注射结束7 d后，进行巴恩斯迷宫测试。实验分为适应期和测试期，适应期分别将每只小鼠从目标洞口放入逃避盒内适应4 min；学习期为期5 d，将动物置于迷宫中央的起始盒内限制活动30 s，移开起始盒，同时200 W白炽灯和85 dB的噪声作为刺激，软件记录小鼠在巴恩斯迷宫内3 min的运动轨迹，若在3 min内成功进入目标洞口，则将该时间记为该小鼠的逃避潜伏期，如在3 min内未成功找到目标洞口，逃避潜伏期则为180 s，随后将小鼠引导进入目标洞口学习1 min。学习期每天学习4次，每次间隔15 min。第6天为测试期，撤掉逃避盒，记录每只小鼠90 s内的活动轨迹。
1.4.5 化学交换饱和转移成像(CEST)观察两组小鼠海马区葡萄糖代谢情况使用7.0T小动物核磁共振成像仪进行扫描，进行T2加权成像及CEST扫描检查。T2加权成像具体扫描参数如下：TR/TE =5 000 ms，回波时间=105.02 ms，FOV =16 mm×16 mm，image size =256×256，层厚=1 mm。MRI-CEST扫描，B1=3.7 μT，设置-1 800-1 800 Hz共41次频率偏置采集，间隔90 Hz，具体成像参数如下：TR/TE =5 000 ms，回波时间=35.45 ms，FOV =16 mm×16 mm，image size=45×45，层厚=1 mm。CEST图像处理使用 MATLAB和ITK-SNAP软件。首先计算非对称磁化转移率(MTRasym)，其不对称方程为：MTRasym(Δω)=[Ssat(-Δω)-Ssat(Δω)]/S0，分析葡萄糖代谢，其中 Δω 表示交换物与自由水频率的差值，饱和前的自由水信号记作 S0，饱和后的自由水信号表示为 Ssat。ITK-SNAP软件选取小鼠海马作为感兴趣区域。最后选用全脑非对称磁化转移率平均值作为归一化因子，计算感兴趣区葡萄糖代谢相对值，进行统计分析。
1.4.6 电生理膜片钳记录海马CA3-CA1神经环路场电位配置人工脑脊液1 000 mL(NaCl 126，KCl 2.5，NaH2PO4 125，NaHCO3 26，D-Glucose10，CaCl2 0.5，MgSO4 10 mmol/L)，取300 mL于-20℃冰冻，使用1.5%异氟烷(含氧气)麻醉小鼠后，断头取脑，放入装有ACSF冰水混合物且给予通氧(体积分数95%O2+5%CO2)的切片槽内制备400 μm的离体脑片，切片后放入32 ℃水浴箱内孵育30 min后，随后进行相关场电位的记录。通过刺激器分别给予10-70 μA的刺激量，记录场兴奋性突触后电位(field excitatory postsynaptic potential，fEPSP)，找到最大fEPSP 30%的刺激量作为基线及配对脉冲易化比率测定的刺激参数，通过改变时间间隔(间隔10，20，50，100，200，500 ms)，记录配对脉冲易化比率，基线记录20 min后，通过刺激电极给予2次100 Hz的高频刺激，随后记录fEPSP 60 min。
1.5 主要观察指标 ①逃避潜伏期；②目标象限所占时间；③接触目标洞口次数；④小鼠海马区葡萄糖代谢水平比较；⑤小鼠海马CA3-CA1神经环路配对脉冲易化比率和I/O曲线比较；⑥小鼠海马CA3-CA1神环路长时程增强比较。
1.6 统计学分析实验所得数据采用SPSS 25.0软件进行分析处理。逃避潜伏期采用重复测量方差分析；对计量资料进行正态性检验，符合正态，组间比较采用两独立样本t检验，实验结果均用x±s表示。P < 0.05表示差异有显著性意义。

讨论

AMPK是真核生物体内一个至关重要的蛋白激酶，通过控制蛋白质合成、葡萄糖摄取和脂质代谢等几个方面调节能量平衡[14-15]。α亚基作为AMPK复合物的催化亚基，对AMPK活性的产生起着决定性作用[16]。有研究指出，通过增加AMPK的磷酸化水平有效改善了自然衰老大鼠的认知缺陷[17]；通过激活AMPK能减少神经元的凋亡，进而改善认知障碍[18]；AMPK活性的增加可有效改善β淀粉样蛋白诱导的学习记忆障碍[19]。此次研究通过特异性敲除AMPKα1/2亚基发现，敲除组小鼠逃避潜伏期显著延长，穿越平台次数明显减少，表明特异性敲除AMPKα1/2亚基可以导致空间学习记忆障碍的产生。
葡萄糖是大脑神经元活动的主要能量来源[20]。大量研究表明，认知障碍的发生与脑葡萄糖代谢能力密切相关[21-23]。阿尔茨海默病患者脑葡萄糖代谢障碍甚至早于临床症状的发生[24]。一项基于1 363名认知正常人群的前瞻性队列研究表明，患有区域葡萄糖代谢减弱的人群发生轻度认知障碍的风险可增加3倍以上[25]。同时，葡萄糖在神经元高效且准确的信息传递中发挥重要作用。研究指出，抑制性神经元和神经胶质细胞的活动需要消耗15%-20%的葡萄糖，而剩余部分则全部为兴奋性神经元的活动提供能量[26]。AMPK是调节能量代谢的一个关键分子，在葡萄糖代谢中也起着重要的作用[27]。有研究发现，激活AMPK可有效减少因葡萄糖剥夺导致的原代海马神经元凋亡，进而起到神经保护作用[28]。同时，AMPK的激活可将葡萄糖转运蛋白4(GLUT4)募集到活动的神经元轴突上，增加神经元对葡萄糖的摄取，进而为神经元的活动提供动力[29]。此次研究通过CEST扫描发现AMPKα1/2敲除组小鼠海马区葡萄糖代谢水平的显著下降，进一步证实了AMPKα1/2是作为葡萄糖代谢的一个关键分子。
长时程增强被认为是学习与记忆的重要细胞模型，是一种与突触间连接强度相关的突触可塑性形式[30-31]。有研究指出，激活AMPK是高频刺激诱导的长时程增强所必须的[32]。并且有研究指出，抑制AMPK的活性导致蛋白质从头合成减少，导致长时程增强受损[33]。还有研究发现，AMPK还可以通过调节记忆印迹相关的即刻早期基因的表达，影响突触可塑性[34]。还有学者指出，AMPK可以通过靶向AMPA受体调节谷氨酸的输入，进而影响神经元的活动[35]；并且AMPK激活可增加AMPAR的合成与上膜，进而对长时程增强的维持起到重要作用[36]。大脑神经元之间的活动主要依赖于能量的维持[8]，AMPK激活还可以增加为突触传递提供能量的ATP水平[37]。激活AMPK 能募集突触前线粒体，通过维持突触前能量供应，以保证突触之间高效的信息传递[38]。AMPK在谷氨酸释放和动作电位激发后，可以维持突触传递所需的能量要求[39]。有学者在海马原代神经元上运用AMPK抑制剂发现，突触激活时诱导的糖酵解和线粒体呼吸功能减弱，这表明AMPK能够为突触激活提供所需能量[40]。此次研究结果显示，AMPKα1/2敲除导致长时程增强振幅降低，突触可塑性受损，此结果与以上文献结果相一致，进一步证实，AMPKα1/2可参与调节突触前递质释放，进而影响突触基础传递效能。
综上所述，该实验通过构建时间特异性敲除AMPKα1/2基因的小鼠，为探究能量代谢水平与认知障碍的关系提供了依据，发现了AMPKα1/2作为能量代谢与认知之间的关键分子靶点，通过影响脑葡萄糖代谢，使得突触前递质释放障碍，基础传递效能及突触可塑性受损，进而导致认知障碍的产生。研究仅探讨了6月龄小鼠AMPKα1/2敲除对于脑能量代谢、突触可塑性及认知功能的影响，存在一定局限性，未来应增加不同月龄小鼠之间的比较，而AMPK影响脑能量代谢和突触可塑性涉及的相关分子学机制还需进一步探讨完善。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

时间特异性敲除腺苷酸活化蛋白激酶α1/2基因小鼠的海马能量代谢与突触可塑性

Effects of time-specific AMP-activated protein kinase alpha1/2 gene knockout on hippocampal energy metabolism and synaptic plasticity in mice

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