基于MRS探讨化学遗传技术调控基底前脑-海马胆碱能环路改善AD模型小鼠早期认知功能的机制

发布时间：2020-08-25 03:32

【摘要】：目的探讨阿尔茨海默病模型小鼠早期不同月龄基底前脑、海马胆碱能物质代谢的变化规律,并基于此,进一步揭示化学遗传学技术调控基底前脑-海马胆碱能神经环路对阿尔茨海默病模型小鼠早期认知功能的影响及机制。方法(1)根据PCR基因鉴定结果,选取10只APP/PS1双转基因雄性小鼠为阿尔茨海默病模型组,取10只同窝野生型雄性小鼠为对照组;利用Morris水迷宫和新物体识别实验纵向追踪两组小鼠在2、4、6月龄时期学习记忆能力的变化;通过磁共振波谱(Magnetic resonance spectroscopy,MRS)分析两组小鼠基底前脑和海马胆碱(Choline,Cho)、N-乙酰天门冬氨酸(N-acetylaspartate,NAA)、肌醇(myo-Inositol,m I)物质代谢变化特点。(2)利用免疫荧光和尼氏染色技术分别检测6月龄APP/PS1双转基因小鼠基底前脑、海马Aβ斑块沉积及神经元丢失情况。(3)另选取20只4月龄APP/PS1双转基因雄性小鼠,根据随机数字表法,将其随机归入叠氮平-N-氧化物(clozapine-N-oxide,CNO)组和生理盐水(Saline,SA)组;两组小鼠基底前脑均通过AAV病毒转染化学遗传学受体(h M3Dq);CNO组通过腹腔注射CNO溶液激活h M3Dq调控基底前脑-海马胆碱能神经环路,SA组腹腔注射等剂量生理盐水作为对照。(4)在化学遗传学技术干预前、干预后均采用Morris水迷宫和新物体识别实验检测两组小鼠学习记忆能力,并通过磁共振波谱分析基底前脑、海马物质代谢特点。(5)通过激光共聚焦扫描成像技术观察基底前脑-海马胆碱能神经环路的神经示踪情况,以及观察h M3Dq受体在基底前脑胆碱能神经元上的表达情况。结果(1)不同月龄APP/PS1小鼠学习记忆能力的改变:相较于同月龄野生型小鼠,2月龄APP/PS1双转基因小鼠学习记忆能力无异常(P0.05),而4月龄、6月龄APP/PS1双转基因小鼠出现学习记忆能力下降(P0.05或P0.01)。(2)不同月龄APP/PS1小鼠脑内物质代谢的变化:相较于同月龄野生型小鼠,4月龄APP/PS1小鼠海马Cho含量升高(P0.05),而6月龄APP/PS1小鼠基底前脑Cho含量下降,海马NAA含量下降(P0.01)。(3)APP/PS1小鼠的病理学变化:6月龄APP/PS1小鼠皮层、海马、基底前脑等脑区均出现Aβ斑块沉积;6月龄APP/PS1小鼠基底前脑神经元丢失。(4)化学遗传学技术对APP/PS1小鼠学习记忆及脑内物质代谢的影响:化学遗传学技术干预前,CNO组与SA组两组之间学习记忆行为学无差异(P0.05);且两组之间基底前脑、海马物质代谢无差异(P0.05);干预后,CNO组较SA组学习记忆能力得到改善(P0.05);同时CNO组相较于SA组基底前脑Cho含量增加,海马NAA含量增加(P0.05)。(5)基底前脑-海马胆碱能神经环路病毒示踪及受体表达情况:基底前脑胆碱能神经元与海马之间存在单突触连接;AAV病毒转染的h M3Dq受体成功表达于基底前脑胆碱能神经元。结论胆碱和N-乙酰天门冬氨酸异常是阿尔茨海默病早期重要病理表现之一,而化学遗传学技术可通过调控基底前脑-海马胆碱能神经环路,促进基底前脑胆碱与海马N-乙酰天门冬氨酸合成,从而改善阿尔茨海默病学习记忆能力。
【学位授予单位】：福建中医药大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：R749.16;R-332

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本文编号：2803212