孕晚期睡眠剥夺损伤子代认知功能的突触可塑性机理

发布时间：2020-08-01 21:07

【摘要】：目的:通过建立孕晚期睡眠剥夺(MSD)动物模型,取其子代作为研究对象,观察孕晚期睡眠剥夺对子代的学习记忆和认知功能的影响,并进一步检测孕晚期睡眠剥夺对子代大鼠海马部位AMPAR表达和CA3-CA1通路突触可塑性的影响。最后通过腹腔注射抑制AMPAR内吞的合成多肽Tat-Glu A23y,观察其子代认知功能和海马突触可塑性的影响。这一研究旨在为孕期睡眠剥夺带来的子代认知功能障碍性疾病的治疗,及临床开发相关新药提供理论依据。方法:将成年Sprague-Dawley孕鼠(gestational day15-21),随机分为两组,分别为正常对照组和妊娠晚期睡眠剥夺组,通过使用轻轻触摸法对妊娠晚期睡眠剥夺组孕鼠进行为期7天(gestational day 15-21),每天6h的睡眠剥夺(gestational day 15-21),待子代出生,成长至35日龄(PND35),将对照组与睡眠剥夺组再分别随机分为三个亚组,进行为期一周,每天一次药物注射,分别是:Control组(生理盐水处理),Control+Glu A23y组(Tat-Glu A23y多肽处理),Control+scr-Glu A23y组(scrambled Tat-Glu A23y多肽处理),MSD组(孕晚期睡眠剥夺生理盐水处理),MSD+Glu A23y组(孕晚期睡眠剥夺Tat-Glu A23y多肽处理)和MSD+scr-Glu A23y组(孕晚期睡眠剥夺scrambled Tat-Glu A23y多肽处理)。在PND42-56,通过western检测海马突触蛋白中AMPAR的表达变化;通过在体电生理检测海马CA3-CA1通路LTP和LTD的变化;通过行为学检测子代大鼠焦虑样行为、抑郁样行为和空间学习记忆能力。结果:Western blot结果:与对照组相比,MSD组的AMPAR Glu A2亚基在突触后膜上的表达明显减少,Tat-Glu A23y多肽处理使其表达回到正常水平。睡眠剥夺对Glu A1和Glu A3亚基的表达,没有影响。在体电生理结果:MSD组的海马LTP幅度较对照组明显降低,LTD的幅度明显增加;Tat-Glu A23y多肽处理可使LTP和LTD回到对照水平。行为学结果:在高架十字迷宫实验中,MSD组大鼠进入开放臂的时间和次数明显少于对照组,而MSD+Glu A23y组进入开放臂的时间和次数与对照组相比无明显差异。在强迫游泳实验中,MSD组大鼠的不动潜伏期较对照组相比减少,挣扎时间较对照组相比也减少。而MSD+Glu A23y组的不动潜伏期与挣扎时间与对照组相比均无明显差异。在巴恩斯迷宫实验学习期间,MSD组大鼠找到目标洞口所花时间明显长于对照组,而MSD+Glu A23y组较对照组无明显差异;在记忆提取中,MSD组大鼠找到目标洞口的正确率明显低于对照组,而MSD+Glu A23y组较对照组无明显差异。结论:孕晚期睡眠剥夺导致子代海马突触部位AMPAR的Glu A2亚基表达减少,从而损伤海马LTP,易化海马LTD,导致情感和认知功能障碍;抑制AMPAR内吞的Tat-Glu A23y多肽可缓解孕晚期睡眠剥夺对子代突触和认知功能的损伤。
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：R715.3
【图文】：

图 1 Western blot 实验结果：A-C 海马突触蛋白，D-E 海马总蛋白Fig.1 The results of Western blot:A-C Hippocampal synaptic protein,D-E Hippocampaltotal protein2.2 孕期睡眠剥夺抑制 AMPAR 内吞损伤子代大鼠海马 LTP，易化 LTD。在过去的研究中我们发现，孕期不同阶段的睡眠剥夺对子代大鼠的海马 CA1区的 LTP，其中孕晚期睡眠剥夺造成的损伤最为明显，因此接下来我们检测了孕期睡眠剥夺对子代大鼠的突触可塑性的影响。其结果如图，我们发现，孕晚期睡眠剥夺组的子代大鼠 CA1 区 LTP 与 Control 组(Control 组:n= 6,133.4±4.0% p< 0.01vs.基线;MSD 组:n= 6,107.3±5.8%,p>0.05vs.基线,p<0.01vs.Control 组;Fig2A 和 B)相比明显有所损伤。已有的很多文献报到 LFS 典型的方法，1Hz 的 900 个串刺激在成年大鼠不会诱导出 LTD，与这些结果一致，LFS 在 Control 组没有诱导出 LTD，

图 2 在体电生理实验结果：孕期睡眠剥夺损伤子代海马 CA1 区 LTP 并易化 LTDFig.2 MSD impairs LTP and facilitates LTD in the hippocampal CA1 area of the offspring2.3 抑制 AMPAR 内吞可改善睡眠剥夺引起的子代学习记忆功能损伤已经有很多文献报到海马突触可塑性包括LTP和LTD在学习记忆功能发挥着重要作用，接着我们想确认在孕期睡眠剥夺所产子代中，损伤的 LTP 和异化的 LTD是否可以引起孕期睡眠剥夺的子代大鼠行为学上的改变，同时应用 GluA23y是否可以阻止这种损伤带来的学习记忆功能下降。我们用巴恩斯迷宫实验检测大鼠的学习记忆功能，如图所示，在孕晚期睡眠剥夺所产子代中其所花的寻找目标洞口的时间明显长于对照组 (Fig3A;MSD 组:n = 18,训练第一天 4 个 trial 时间分别为146.5±12.1 s,132.1±16.2s,113.8±15.8 ， 59.0±14.6s; 第 二 天 4 个 trial 时 间 分 别56.5±14.6s,38.0±9.7s,32.4±8.9s，28.8±5.8s,p<0.05vs.Control 组; Control 组:n= 17,训

24图 3 Barnes 迷宫实验结果：A 大鼠平均逃避潜伏期 B 找到目标洞口的正确率Fig.3 The results of Barnes maze test:A Escape latency B Correct ratio抑制 AMPAR 内吞可改善睡眠剥夺引起的子代焦虑和抑郁行为我们以前的研究中发现，孕期睡眠剥夺可以增加子代大鼠的焦虑和抑郁

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本文编号：2778007