慢性脑缺血对小鼠认知功能及脑组织形态结构的影响

发布时间：2017-10-29 20:15

  本文关键词：慢性脑缺血对小鼠认知功能及脑组织形态结构的影响

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【摘要】：目的：研究慢性脑缺血对小鼠学习记忆能力，情绪和脑内典型形态结构特征的影响，并探讨其作用相关机制以及与阿尔茨海默病（Alzheimer's Disease, AD）的关系，为AD的预防和治疗提供实验室依据。 方法：C57小鼠，在3月龄时行改良双侧颈总动脉结扎术制作慢性脑缺血模型，假手术组为对照。甲苯胺蓝心脏灌注检测模型的有效性。于术后1、4、6个月行高架十字迷宫检测小鼠情绪变化，Morris水迷宫检测小鼠学习记忆能力；电镜观察缺血后各组小鼠脑内神经元、星形胶质细胞及血管的形态变化；免疫组化观察小鼠脑内神经元、神经元凋亡、星形胶质细胞、β-分泌酶1（β-siteAPP cleaving enzyme1，BACE1）、γ-分泌酶组件早老素-1（presenilin-1，PS-1）、单过性跨膜蛋白（Nicastrin，NCT）、前咽缺陷蛋白-1（Aph-1）和早老素增强子-2（Pen-2）以及老年斑的变化；免疫印迹检测小鼠脑内凋亡相关蛋白、生长相关蛋白-43（GAP43）、突触后致密物质-95（PSD95）、胶质原纤维酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein，GFAP）以及β-分泌酶等的变化；免疫荧光双标检测水通道蛋白4（AquaporinProtein-4，AQP4）和GFAP共表达情况；ELISA定量检测小鼠脑内Ａβ水平。 结果：1.甲苯胺蓝灌注结果：甲苯胺蓝灌注后模型组大脑呈苍白色，假手术对照组呈深蓝色。 2.行为学结果：1）高架十字迷宫结果显示：与假手术组相比，慢性脑缺血后，小鼠进入开放臂的次数和时间都明显下降（P0.05）。2）Morris水迷宫结果显示：在第一天平台中，各组小鼠找到平台的逃避潜伏期和游泳路径无明显差异（P0.05）。在隐蔽平台实验中，随着游泳训练，假手术组和模型1个月组寻找平台的时间和路程均下降。而模型4、6个月组无明显改善。与假手术组相比，模型4个月组和6个月组找到平台的逃避潜伏期和搜索路程均明显增加（P0.01），而模型1个月组逃避潜伏期增加（P0.05），搜索路径无显著性差异（P0.05）。在探索实验中，缺血模型各组在60s内穿过平台的次数明显低于假手术组（P0.01）。 3.形态学检测结果：1)免疫组化结果显示：与假手术组相比，缺血模型组皮质(P0.01)和海马内的神经元数量(P0.01)均明显下降，且缺血时间越久，神经元减少越明显。神经元标记抗体MAP2和神经元特异性微管蛋白β-III Tubulin结果显示，假手术组中，海马和皮质的神经元突起排列整齐，规则，突起较长，而慢性脑缺血后，海马和皮质的神经元突起出现断裂，突起变短，排列紊乱，不规则，且染色加深。星形胶质细胞特异性标记物GFAP免疫组化结果显示，缺血模型各组星形胶质细胞激活，突起变长，变粗，分支增多，胞体肿胀、肥大。有的星形胶质细胞甚至重叠到一起，突起交叉，有类似胶质疤痕结构出现。从缺血4个月开始皮质和海马等区域出现老年斑，而假手术组未发现阳性斑块。缺血时间越长，斑块体积越大，染色越深，结构越致密。且在模型6个月组中，外侧膝状体腹侧核出现Aβ胞内沉积。与假手术组相比，缺血模型各组小鼠脑内γ-分泌酶组件PS-1, NCT，APH-1免疫阳性细胞的IOD值明显增高，且各组出现的差异具有统计学意义（P0.05）；而PEN-2免疫阳性物主要表达在细胞膜上，与假手术组相比，缺血模型各组阳性表达无明显变化（P0.05）。与假手术组相比，，BACE1免疫阳性细胞的IOD值在缺血模型各组明显增高，且在各组出现的差异具有统计学意义（P0.01）。2）电镜结果显示：缺血模型各组小鼠脑内的神经元和星形胶质细胞均出现不同程度的水肿，细胞核溶解，血管周围也有肿胀。3）免疫荧光结果显示：与假手术组相比，在模型6个月组中，AQP4与GFAP共表达明显增加（P0.01）。 4.免疫印迹结果：与假手术组相比，缺血模型组Bax(P0.01)，Caspase-3(P0.01)，GFAP （P0.05)和BACE1（P0.05)蛋白表达明显上调，而Bcl-2(P0.01)和PSD95(P0.01)在脑缺血后表达明显减弱，GAP43变化无统计学意义（P0.05)。 5.ELISA结果:与假手术组相比，模型各组Aβ40和Aβ42含量逐渐增高，且差异具有统计学意义（P0.01）。 结论：1.慢性脑缺血后，出现焦虑情绪。脑缺血1个月是小鼠空间学习记忆能力障碍初始阶段，缺血时间越长，学习记忆能力损害越明显。 2．长期脑血流量灌注不足可导致小鼠脑内神经元进行性丢失，可能是通过促进神经元凋亡实现的。 3.慢性脑缺血1个月就出现神经元正常形态结构破坏，突起断裂，PSD95明显降低，影响突触可塑性和突触重建，这可能与小鼠最初轻度认知功能损害有关。 4.慢性脑缺血可激活星形胶质细胞，并上调GFAP和AQP4共表达，破坏血脑屏障。 5.慢性脑缺血后出现Aβ在细胞内沉积，可能引起PSD95下调，破坏突触可塑性和完整性。 6.慢性脑缺血可通过上调β-分泌酶和γ-分泌酶活性，促进APP生成Aβ增多，引起Aβ沉积，加重认知功能损害。
【关键词】：慢性脑缺血 阿尔茨海默病 认知功能障碍 β-淀粉样蛋白
【学位授予单位】：重庆医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R749.13
【目录】：

• 英汉缩略语名词对照5-6
• 摘要6-10
• ABSTRACT10-15
• 前言15-18
• 1 材料和方法18-28
• 2 结果28-35
• 3 讨论35-42
• 全文总结42-43
• 参考文献43-47
• 附图47-59
• 文献综述：慢性脑缺血与阿尔茨海默病59-75
• 参考文献67-75
• 致谢75-76
• 攻读硕士期间发表的论文76-77

【参考文献】

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1 刘广义;张笛;杜秀民;徐龙强;;大鼠局灶性脑缺血再灌注损伤后GAP-43及IGF-1促进神经元再生表达的实验研究[J];中风与神经疾病杂志;2007年04期

本文编号：1114500