美金刚联合丰富环境对快速衰老小鼠学习记忆能力及突触可塑性相关蛋白的影响

发布时间：2016-11-11 17:19

  本文关键词：美金刚联合丰富环境对快速衰老小鼠学习记忆能力及突触可塑性相关蛋白的影响，由笔耕文化传播整理发布。

《南京医科大学》 2013年

美金刚联合丰富环境对快速衰老小鼠学习记忆能力及突触可塑性相关蛋白的影响

杜明洋  

【摘要】：背景 阿尔茨海默病（Alzheimer’s disease, AD），最早由德国神经病学专家AloisAlzheimer于1907年提出，是一种以慢性、进行性认知功能减退伴有精神行为异常为主要临床表现的神经系统退行性疾病，是老年性痴呆的主要类型。其中学习记忆能力的减退是阿尔茨海默病早期和最突出的症状，随着病情的进展逐渐出现认知功能损害、精神行为异常、社交能力障碍等表现，给家庭及社会带来了沉重的负担，严重影响患者工作和生活。AD主要的特征性病理改变为β-淀粉样蛋白(Aβ)异常聚集所形成的老年斑(senile plaques，SP)、神经细胞内tau蛋白异常磷酸化所导致的神经纤维缠结(Neurofibrillary tangles，，NFTs)、大脑皮层和海马等区内广泛的神经元缺失，以及海马锥体细胞的颗粒空泡变性、轴索、突触的异常断裂和血管淀粉样变等。 近年来，国内外学者针对AD机制的研究和临床治疗相继建立了许多动物模型，如转基因动物模型、损害中枢胆碱能系统动物模型、Aβ模型和自身免疫模型等。这些模型均不能很好地模拟AD发病的特征。研究发现快速衰老小鼠（Senescence accelerated mouse prone，SAMP8）主要以学习记忆功能呈增龄性加速衰退为特征。在其5月龄时皮质、纹状体、海马即可发现有Tau蛋白的高度磷酸化和β淀粉样蛋白的异常蓄积。其所表现的认知行为能力的减退，记忆皮层海马等区的神经病理学改变更加接近于自然老化的脑组织改变和AD的病理特征，是一种自然发病模型，因此SAMP8是目前研究老龄化相关学习记忆功能损害基本机制较理想的动物模型，也逐渐被作为评价药物疗效、研究AD病理机制的常用模型。 美金刚，作为中等亲和力、非竞争性的N甲基-D天冬氨酸受体（NMDAR）的拮抗剂，可以选择性地阻断NMDAR过度激活，减少谷氨酸兴奋性毒作用，同时对正常生理活动的NMDAR阻断作用较弱，被认为对神经细胞有较好的保护作用。已分别于2002年和2003年被欧洲CPMP和美国FDA批准用于中、重度AD的治疗。研究证实，美金刚能够通过有效降低神经细胞内Ca2+的浓度，减少神经元迟发型损伤及氧自由基释放。同时，还可以有效地降低tau蛋白的过磷酸化和抑制可溶性Aβ的表达，改善AD患者的认知功能障碍和精神行为异常。另外流行病学报道称，处于丰富环境也可以延缓AD的发展；大量的动物实验亦证实，丰富环境有助于改善学习记忆能力，其可能机制是降低海马组织淀粉样蛋白的表达，增加海马区突触相关蛋白及神经营养因子的mRNA表达。 大量研究发现，AD患者不仅表现出突触形态结构和数量的变化，并且可能存在对突触可塑性起关键作用的脑源性神经营养因子（BDNF）、酪氨酸激酶受体B（trkB）、突触囊泡蛋白（SYP）、突触后致密物（PSD-95）等突触可塑性相关的蛋白表达异常。这些突触可塑性相关蛋白的减少可以导致AD患者脑内神经元的缺失，神经细胞凋亡，轴突变性以及神经递质合成、运输的障碍，从而引起学习记忆能力的降低。因此，BDNF、trkB、SYP和PSD-95表达的变化很可能与AD认知功能变化存在密切的关系。 在本实验中我们选取快速衰老小鼠SAMP8作为研究对象，旨在观察美金刚联合丰富环境对其认知及精神行为的影响，及影响SAMP8小鼠学习记忆的可能机制，同时探讨两因素联合是否影响更加显著?为预防和控制AD提供可能的理论依据。 目的 探讨美金刚联合丰富环境对快速衰老小鼠（SAMP8）空间学习记忆能力改善和海马脑源性神经营养因子（BDNF）、酪氨酸蛋白激酶受体B（TrkB）及突触囊泡蛋白（SYP）、突触后致密物（PSD-95）表达的影响。 方法 将6月龄雄性SAMP8小鼠，随机分为4组：标准环境组（对照组，SE）﹑丰富环境治疗组(环境组，EE)﹑美金刚治疗组(美金刚组，SM)和美金刚联合丰富环境组（联合治疗组，EM），每组各6只。治疗8周后，采用Morris水迷宫检测小鼠空间学习记忆能力和开放场实验检测小鼠探索运动能力及焦虑样行为，分别通过Western Blotting和Real-time PCR技术检测小鼠海马BDNF、trkB、SYP和PSD-95蛋白及mRNA表达情况。 结果 Morris水迷宫： ①定位航行试验：与对照组比较，环境组、美金刚组小鼠在试验第3d起寻找到平台的潜伏期明显缩短，联合治疗组小鼠在试验第2d起的逃避潜伏期明显缩短（P0.05~0.01）；且联合治疗组小鼠在试验第4d时的逃避潜伏期明显短于环境组和美金刚组（均P0.05）；②空间探索试验：与对照组比较，其余3组小鼠穿越平台次数明显增多(P0.05~0.01)；且联合治疗组小鼠穿越平台次数明显多于环境组和美金刚组（均P0.05）。同时，美金刚组和联合治疗组小鼠在目的象限花费的时间也明显增多(P0.05~0.01)；但是丰富环境组、美金刚和联合治疗组之间差异无统计学意义（P0.05）。 开放场实验： ①与对照组比较，其他3组小鼠的穿格数（水平探索能力）及直立次数（垂直探索能力）均明显增多（P0.05~0.01），环境组、美金刚组与联合治疗组之间差异无统计学意义（P0.05）；②与对照组比较，环境组及美金刚组小鼠的理毛次数、排便次数均明显减少（P0.05），且联合治疗组排泄次数减少更加显著（P0.01），但是干预组之间的差异仍无统计学意义（P0.05）。 Real-time PCR结果： 与对照组比较，美金刚组和联合治疗组小鼠海马BDNFmRNA、SYPmRNA和PSD-95mRNA表达均明显增多，且具有统计学意义（P0.01），其中联合治疗组BDNFmRNA表达明显高于环境组与美金刚组（均P0.05）；与对照组比较，环境组小鼠海马BDNFmRNA、SYPmRNA表达亦明显增多（P0.05~0.01），但在PSD-95mRNA表达水平上差异无统计学意义（P0.05）；各组小鼠海马TrkBmRNA表达的差异无统计学意义（P0.05）。 Western Blotting结果： 与对照组比较，美金刚组和联合治疗组小鼠海马BDNF、trkB、SYP和PSD-95蛋白表达均明显增多，且具有统计学意义（P0.05~0.01）；环境组小鼠海马BDNF、trkB和SYP蛋白表达水平较对照组亦明显增多（P0.05~0.01），但PSD-95蛋白表达水平较对照组增加不明显（P0.05）；且联合治疗组小鼠海马在BDNF、trkB和PSD-95蛋白表达水平上均明显高于环境组与美金刚组（P0.05~0.01）。 结论 1、美金刚和丰富环境可以明显改善SAMP8小鼠的空间学习记忆能力、增加小鼠的自主活动和减少焦虑样行为，并且两者联合改善空间学习记忆能力作用明显优于单一治疗。 2、美金刚和丰富环境可以增加SAMP8小鼠海马BDNF、trkB、SYP和PSD-95蛋白表达及BDNF、SYP和PSD-95mRNA表达，尤以两者联合的效果更加明显；同时推测通过上调SAMP8小鼠海马BDNF、trkB、SYP和PSD-95蛋白及基因的表达可能是美金刚和丰富环境改善SAMP8的空间学习记忆能力的机制之一。

【关键词】：
【学位授予单位】：南京医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：R749.16;R965
【目录】：

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