长期饮酒对大鼠空间学习和记忆的影响及突触损伤机制探讨

发布时间：2017-07-16 13:04

  本文关键词：长期饮酒对大鼠空间学习和记忆的影响及突触损伤机制探讨

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【摘要】：目的：当今社会越来越多的青少年过早的接触酒精类饮料，然而大量饮酒引起的抑制控制障碍会促使年轻人过度饮酒。过度饮酒不仅造成严重的社会危害如酒驾导致的交通事故、酒后寻恤滋事等，还会对人体健康产生多种危害如对神经、循环、消化系统有着严重的损害。乙醇是各种酒精类饮料的主要成分，具有脂溶性和水溶性的双向特征，可以迅速通过血脑屏障，对大脑的结构和功能造成影响。海马区神经元主要在与环境相关的学习记忆中发挥作用。因此当乙醇对海马区神经元造成损伤时势必引起认知和学习记忆的损害。 学习记忆功能的神经生物学基础是突触可塑性。突触素（Syn）是与突触结构和功能密切相关的钙结合蛋白，在神经元内质网合成后主要转运至轴突末梢，分布于突触前囊泡膜上，调节钙依赖型神经递质释放。Syn是突触前膜特异性蛋白，是被广泛用于观察空间学习记忆能力的指标。生长相关蛋白43（GAP43）是一种突触前膜蛋白，参与神经细胞外生长及突触发育形成，能调解轴突延伸作用改变细胞形态。正常情况下GAP43呈低水平表达，在神经元发育和损伤等情况下表达升高。突触后致密物质95（PSD95）是突触后膜骨架蛋白及突触后致密物质的主要的成分，有高度的稳定性。PSD95的不同结构域可以构成稳定的晶格，受刺激后使不同的蛋白进入晶格，介导了蛋白之间的相互作用和蛋白的重新分布，从而调节神经元对神经传导信号的应答。这三种蛋白在突触可塑性方面发挥着重要作用。Caspases3蛋白酶又称死亡蛋白酶，是细胞发生凋亡过程中的关键蛋白酶，一旦被激活，细胞凋亡则不可避免的发生。过氧亚硝基阴离子（peroxynitrite, ONOO-）可作为强氧化剂或蛋白质硝化剂，造成许多重要的生物大分子结构修饰或功能障碍。其中蛋白质酪氨酸残基可被ONOO-硝化，形成3-硝基酪氨酸（3-nitrotyrosine,3-NT），因此，3-NT常被作为体内ONOO-生成的生物标志物。Caspases3和ONOO-参与神经元细胞的凋亡和坏死。目前，长期饮酒是否通过调节上述蛋白的表达参与大鼠海马的神经元损伤和突触可塑性的改变，进而影响空间学习和记忆尚不完全明确。 因此本实验在建立长期大量饮酒大鼠模型基础上，观察了动物在水迷宫中的空间参考和学习行为，并且检测了大鼠海马神经元形态以及相关蛋白的表达变化，以期明确长期酒精作用对大鼠空间学习和记忆的影响及其可能的突触重塑机制。 方法： ①大鼠长期大量饮酒模型的建立：健康雄性Sprague Dawley（SD）大鼠，鼠龄6周。随机分为正常组10只与长期饮酒组25只，每笼2-3只，分笼饲养。用市售北京红星二锅头（56%v/v）制备模型。适用喂养一周后开始造模。长期饮酒组初次给予含5%乙醇的水溶液，每两周浓度梯度增加一次，依次为10%、15%，至终浓度为20%，，之后继续自由饮酒10个月；正常对照组每日给予等量的饮用水.②应用Morris水迷宫检测长期饮酒对大鼠空间参考记忆和学习能力的影响。③硫堇染色法观察海马CA1区神经元细胞的形态学改变。④分别应用免疫组化和Western blot技术检测海马区相关蛋白的表达变化。 结果： 1大鼠基本情况及体重变化 慢性饮酒大鼠进食量减少，倦怠少动，反应迟钝，毛色干枯。与对照组相比体重降低，有显著性差异（P＜0.01）。 2行为学观察 长期饮酒大鼠空间探索实验和定向航行实验中成绩均降低，有显著性差异（P＜0.01）。 3海马CA1区硫堇染色观察 对照组海马CA1区神经细胞排列规则，形态正常。长期饮酒后大鼠海马CA1区神经细胞排列不规则，数目减少，部分细胞核固缩变性。 4海马区Syn、GAP43、PSD95、Caspases3、3-NT蛋白表达 免疫组织化学检测发现对照组和长期饮酒大鼠海马CA1区神经元均可见Syn、PSD95蛋白棕黄色阳性表达物，长期饮酒大鼠海马CA1区Syn蛋白呈强阳性染色、PSD95呈弱阳性染色。Western Blot检测蛋白水平发现，长期饮酒大鼠海马区Syn蛋白表达增加，GAP43蛋白表达增加，PSD95蛋白表达减少， Caspases3蛋白表达增加，3-NT蛋白表达增加，与对照组相比有显著性差异（P＜0.001）。 结论： ①长期饮酒明显损害大鼠空间学习和记忆。②长期饮酒可通过诱导ONOO-和Caspases3的表达增高，导致海马神经元细胞发生凋亡和坏死。③突触前膜Syn、 GAP43表达增加，考虑为神经元细胞损伤后突触重塑的代偿性机制。长期饮酒下调了海马区突触后膜PSD95的表达，影响了突触后可塑性。
【关键词】：饮酒 海马 水迷宫 Syn GAP43 PSD95 突触可塑性
【学位授予单位】：河北医科大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：R749.62
【目录】：

• 摘要4-7
• ABSTRACT7-10
• 英文缩写10-11
• 前言11
• 材料与方法11-19
• 结果19-22
• 附图22-35
• 附表35-37
• 讨论37-41
• 结论41
• 参考文献41-45
• 综述45-61
• 参考文献54-61
• 致谢61-62
• 个人简历62

【参考文献】

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1 黄海玲;李建民;赵亚宁;;参芎化瘀胶囊对大鼠全脑缺血再灌注损伤及其海马CA1区生长相关蛋白43表达的影响[J];中国中西医结合杂志;2014年02期

2 刘丹,李昌琪,伍校琼,卢大华,罗学港;慢性酒精刺激对大鼠海马突触素ⅠmRNA表达的影响(英文)[J];中国现代医学杂志;2003年24期

3 徐铁军,樊红彬,张凤真,彭裕文;前脑缺血再灌流后大鼠海马NMDA受体亚单位NR2A和NR2B蛋白质表达的变化[J];神经解剖学杂志;2002年02期

本文编号：548766