リチウムは、GSK-3βの阻害とシナプス後成分の保存を伴うスコポラミン誘発性記憶欠損を減衰させます

コリン作動性機能障害は、アルツハイマー病の記憶劣化において重要な役割を果たしますが、分子メカニズムは完全には理解されていません。スコポラミンの腹腔内注射によって生成された広く認識されているコリン作動性機能障害ラットモデルを採用することにより、スコポラミン誘発性の記憶障害の根底にあるメカニズムを調査しました。スコポラミンは、グリコーゲン合成酵素キナーゼ-3β（GSK-3β）の活性化と樹状突起の樹状突起樹状化と脊椎形成/成熟の障害を含む空間学習と記憶障害を引き起こし、AMPAR、HOMER1、およびCREBの変化に関連することがわかりました。GSK-3の阻害剤であるリチウムの腹腔内注射による前処理は、1週間にわたってシナプスの変化とスコポラミンによって誘発される学習と記憶の欠陥を防ぎました。リチウム処理はまた、コリニアケチルトランスフェラーゼを活性化し、アセチルコリンエステラーゼを阻害し、これも改善された記憶に寄与した可能性があります。我々の発見は、GSK-3βがコリン作動性シナプス機能障害の重要な分子メディエーターであり、リチウムによるGSK-3βの阻害がコリン作動性シナプス機能の保護に有望である可能性があることを示唆しています。

Cholinergic dysfunction plays a crucial role in the memory deterioration of Alzheimer's disease, but the molecular mechanism is not fully understood. By employing a widely recognized cholinergic dysfunction rat model that was produced by intraperitoneal injection of scopolamine, we investigated the mechanisms underlying scopolamine-induced memory deficits. We found that scopolamine caused spatial learning and memory deficits that involved activation of glycogen synthase kinase-3β (GSK-3β) and impairments of dendrite arborization and spine formation/maturation associated with alterations of AMPAR, Homer1, and CREB. Pretreatment by intraperitoneal injection of lithium, an inhibitor of GSK-3, for one week prevented the synaptic changes and the learning and memory deficits induced by scopolamine. Lithium treatment also activated cholineacetyltransferase and inhibited acetylcholinesterase, which might have also contributed to the improved memory. Our findings suggest that GSK-3β may be a key molecular mediator of cholinergic synaptic dysfunction, and that inhibition of GSK-3β by lithium may be promising in protecting cholinergic synaptic functions.