Inhibited Endogenous H2S Generation and Excessive Autophagy in Hippocampus Contribute to Sleep Deprivation-Induced Cognitive Impairment

海馬體內源性H2S生成抑制和過度自噬導致睡眠剝奪誘導的認知障礙

來源：Frontiers in Psychology, Volume 10, Article 53, January 2019

《心理學前沿》，第10卷，文章編號53，2019年1月

 

摘要：

這篇論文研究了睡眠剝奪（SD）誘導認知障礙的機制，重點關注海馬體內源性硫化氫（H2S）生成和自噬的作用。摘要指出，SD導致認知功能缺陷，H2S在認知形成中起重要作用，而海馬體過度自噬會觸發認知障礙。通過大鼠SD模型，行為測試顯示SD引起認知功能障礙，同時海馬體自噬增強（自噬小體增加、自噬相關蛋白表達變化），內源性H2S生成減少。結果表明，海馬體內源性H2S生成抑制和過度自噬參與SD誘導的認知障礙。

 

研究目的：

研究目的是探討SD誘導認知障礙的分子機制，特別是海馬體內源性H2S生成和自噬紊亂在其中的作用，以深入理解SD對認知功能的病理影響。

 

研究思路：

研究思路是建立大鼠72小時SD模型，使用改良多平臺方法誘導SD。隨后進行一系列行為測試評估認知功能，包括Y迷宮、物體位置測試（OLT）、新物體識別測試（NORT）和莫里斯水迷宮（MWM）測試。同時，通過電鏡觀察自噬小體形成，使用Unisense H2S微傳感器檢測海馬體H2S生成，并通過Western blot分析自噬相關蛋白（如LC3、Beclin-1、p62）和H2S生成酶（CBS、3-MST）的表達。研究比較SD組和對照組大鼠的數據，以驗證假設。

 

測量的數據及研究意義：

1 Y迷宮測試數據來自圖1，顯示SD組大鼠交替性能顯著下降，但總臂進入次數無變化。研究意義是直接證實SD損害學習和記憶過程，排除運動能力干擾。

 

2 新物體識別測試數據來自圖2，顯示SD組識別指數降低，但總探索時間無變化。研究意義是表明SD影響識別記憶，而非探索動機。

 

3 物體位置測試數據來自圖3，顯示SD組位置記憶識別指數降低。研究意義是證明SD導致空間記憶缺陷。

 

4 莫里斯水迷宮測試數據來自圖4和圖5，顯示SD組逃避潛伏期增加、目標象限時間減少和平臺穿越次數減少。研究意義是驗證SD損害空間學習和記憶。

 

 

5 視覺平臺測試數據來自圖6，顯示SD組逃避潛伏期和游泳速度無差異。研究意義是排除視覺和運動能力變化對認知結果的混淆。

 

6 自噬相關數據來自圖7，顯示SD組海馬體自噬小體增加、LC3-II/LC3-I比率和Beclin-1表達上調、p62表達下調。研究意義是證實SD引起海馬體過度自噬，與認知障礙相關。

 

7 H2S生成數據來自圖8，顯示SD組海馬體CBS和3-MST表達下降、內源性H2S生成減少。研究意義是表明H2S生成抑制可能參與SD誘導的認知障礙機制。

 

結論：

論文得出結論，SD導致認知功能障礙，海馬體內源性H2S生成抑制和過度自噬是重要機制。這些發現為理解SD誘導認知障礙的病理提供了新見解，提示H2S和自噬可能作為治療靶點。

 

使用丹麥Unisense電極測量數據的研究意義：

使用丹麥Unisense H2S微傳感器測量的數據是海馬體內源性H2S生成濃度，方法部分提到該傳感器用于精確檢測H2S水平。研究意義在于確保實驗的準確性和可重復性，通過電化學原理直接量化H2S生成速率，排除間接方法的誤差。這為驗證H2S生成抑制提供了可靠數據，支持分子機制研究的可信度，并強調了H2S在認知功能中的關鍵作用。